Nanogenerátorok hordozható eszközök töltésére

Több egyetemi mérnökcsoport kifejlesztett valamit, amely a jövőben segít megoldani a hordozható elektronikus eszközök, például mobiltelefonok, okostelefonok, táblagépek és mások késedelmes ürítésének problémáját. A modulokat szó szerint újratöltheti útközben, így nem szükséges elektromos vezetékkel csatlakozni az aljzathoz.

A közvetlenül a mobil eszköz házába vagy házába beépített nanogenerátorok összegyűjtik és átalakítják a felszíni rezgés energiáját, például egy mozgó autó utasülésén elektromos áramot, és feltöltik egy mobil eszköz, például okostelefon akkumulátorait.

Xudong Wang, a madisoni Wisconsini Egyetem anyagtudományi és mérnöki egyetemi docens úgy véli, hogy ennek az ötletnek a kifejlesztése öntöltő személyi elektronika létrehozásához vezet.

Xudong Wang hallgatójával, Yanchao Mao-val és a Kínai Sun Yat-sen Egyetem és az USA-ban Duluthban található Minnesota Egyetem társszerzőivel ismertette találmányukat - mezopórusos piezoelektromos nanogenerátor, az Advanced Energy Materials magazin 2014. január 27-i cikkében.

A nanogenerátor alapvetően piezoelektromos polimer anyagot használ, PVDF-nek (polivinilidén-fluorid). A piezoelektromos anyagok eredendően képesek elektromos áram előállítására mechanikus erő által. Emellett mechanikusan deformálódnak egy elektromos mező hatására.

A szokásos deformáció vagy egy elektromos mező működése helyett a kutatók a cink-oxid nanorészecskéket beépítették a PVDF vékony filmbe, amely lehetővé teszi a piezoelektromos hatás még enyhe rezgésekkel is, hogy felhalmozódjon az elektromos energia.

Ezután a nanorészecskéket kivezetik a filmből, és összekapcsolt pórusok - „mezopórusok” - egy szivacshoz hasonló anyagot eredményeznek. Ez egy szivacsos anyag volt a kulcs a vibrációs energia átalakításához. Xudong Wang szerint minél lágyabb az anyag, annál érzékenyebb a kis rezgésekre.

Maga a nanogenerátor vékony elektródlemezeket tartalmaz a mezopórusos polimer film mindkét oldalán, amelyek bármilyen felülethez rögzíthetők, legyen az sima emberi bőr vagy más egyenetlen felület.

Ha okostelefonokról beszélünk, akkor az eszköz tömege elősegíti a generált villamos energia megerősítését, a növekvő torzítás miatt. Például, egy ember egyszerűen csak sétál vagy fut, és ennek köszönhetően az okostelefon hatékonyan töltődik.

A jövőben a nanogenerátorok sok elektronikus eszköz szerves részévé válhatnak, például hátsó panelként vagy készülékházként, hogy közvetlenül a környezeti rezgésekből származó energiát biztosítsák.

A csoport úgy véli, hogy a gyártás egyszerűsége lehetővé teszi az ilyen nanogenerátor-üzemek nagy méretre méretezését. A filmek mechanikai tulajdonságainak és kialakításának módosítási képessége lehetővé teszi a telefonok táplálására és az érzékelő rendszerek önálló táplálására szolgáló szerkezetek megvalósítását.