Изследователи от Института за наноматериали на Клемсън (CNI) са една крачка по-близо до безжичното захранване на света с помощта на трибоелектричество, зелен източник на енергия
Преди около година екип на физик от CNI изобрети ултра простия трибоелектричен наногенератор (U-TENG). U-TENG от пластмаса и лента е малко устройство, което генерира електричество от движение и вибрации. Чрез пляскане или потупване на краката той генерира напрежение, което допълнително се получава от външна верига и се съхранява в кондензатор или батерия, докато се зареди.
Около девет месеца по-късно изследователите публикуват статия в списанието Advanced Energy Materials, в която се посочва, че са направили безжичен TENG или W-TENG. W-TENG също е направен от същите изследователи на U-TENG. В W-TENG пластмасата се заменя с графен (еднослоен графитен олово) и полимлечна киселина (PLA). PLA е по-добър в разделянето на положителни и отрицателни заряди, но не в провеждането на електричество, поради това изследователите го сдвояват с графен. Каптоновата лента, която е материал за улавяне на електричество на U-TENG, се сменя с тефлон в W-TENG.
След като получиха графен в процеса на „обработка с ултразвук“ и PLA влакна и го напълниха в 3-D принтер, те успешно направиха W-TENG.
„Използваме тефлон, защото има много флуорни групи, които са силно електроотрицателни, докато графен-PLA е силно електропозитивен. Това е добър начин за съпоставяне и създаване на високо напрежение ”, каза Рамакришна Подила, кореспондент на изследването и асистент по физика в Клемсън.
W-TENG е в състояние да генерира максимум 3000 волта, което е достатъчно за захранване на 25 стандартни контакта или LCD монитор. Поради наличието на високо напрежение, W-TENG генерира електрическо поле около себе си, което може да се усети безжично. Така че безжичното електричество може да се съхранява в кондензатор и батерии.
„Той не само може да ви даде енергия, но можете да използвате електрическото поле и като дистанционно управление. Например, можете да докоснете W-TENG и да използвате електрическото му поле като „бутон“, за да отворите гаражната си врата, или можете да активирате система за сигурност - и всичко това без батерия, пасивно и безжично “, каза Сай Сунил Малинини, първи автор на изследването и доктор на науките студент по физика и астрономия.
W-TENG има много приложения като в космическото пространство, в средата на океана или дори на бойното поле. „Няколко развиващи се страни изискват много енергия, въпреки че може да нямаме достъп до батерии или електрически контакти в такива настройки и има определена филантропска употреба за изобретението на екипа“, каза Подила. „W-TENG може да бъде един от по-чистите начини за генериране на енергия в тези области.“
Екипът на изследователя отново се ръководи от Mallineni, в процеса на патентоване на W-TENG чрез изследователската фондация на университета в Клемсън. Професор Апарао Рао, директор на Института за наноматериали в Клемсън, обсъди с индустриалните партньори интегрирането на W-TENG в енергийното приложение.
Освен това, преди да започне индустриално производство, Podila каза, че трябва да се направят повече изследвания, за да се замени тефлонът с по-екологичен електроотрицателен материал. Yongchang Dong, друг студент на CNI, ръководи работата по демонстрация на MXene-TENG, която беше публикувана в статия в списание Nano Energy близо до ноември 2017 г. Herbert Behlow и Sriparna Bhattacharya от CNI също раздават на тези изследвания.
Ще окаже ли влияние W-TENG в сферата на алтернативните възобновяеми енергии? Рао каза, че това ще се свежда до икономиката.
„Дотук можем да стигнем само като учени; икономиката трябва да се разработи, за да бъде успешен W-TENG “, каза Рао.