Vattenfyllda rör omvandlar lågfrekventa havsvågor till el
Kinesiska forskare har utvecklat en triboelektrisk nanogenerator som utgår från vattenfyllda rör med två elektroder. De kan effektivt omvandla mekanisk energi från en rad rörelser – exempelvis vågor.
Statisk elektricitet är ett exempel på tribolektrisk laddning. Forskarvärlden har tagit fram nanogeneratorer som kan ta till vara på laddningen, men det var först för några år sedan som det dök upp exemplar med skaplig prestanda till ett vettigt pris.
Då handlade det om rörelser hos material på kroppen som skulle kunna ge ström till bärbar teknik. Men tekniken har stora utmaningar.
Nu har the Chinese University of Hong Kong (CUHK) dock utvecklat en triboelektrisk nanogenerator som utgår från vattenfyllda rör. Generatorn kan omvandla diverse lågfrekventa och oregelbundna mekaniska energier, exempelvis från havsvågor, till el. Det skriver universitetet i ett pressmeddelande.
För ändamålet använder generatorn den triboelektriska effekten tillsammans med elektromagnetisk induktion.
Kräver komplex struktur
Ett problem har varit att de triboelektriska nanogeneratorernas är beroende av en tät kontakt mellan fasta ytor, vilket är svårt att säkerställa utan en omgivande komplex struktur som i sin tur minskar effekten.
Genom att utgå från vattenfyllda rör har forskarna kommit runt det problemet. Själva röret har storleken av ett finger, och när vattnet på insidan förflyttar sig mellan områden med två elektroder så omvandlas utvinningsbar energi.
Skärmbild från video från The Chinese University of Hong Kong Foto: CUHK
Flaxande armar driver 150 lampor
Tekniken kan omvandla energin hos en rad olika typer av rörelser. Rören kan monteras ihop till en stor enhet, men med flera uttag.
Forskarna skapade två enheter där den ena var en låda innehållande 34 "fingrar" som plockade upp vågenergi. Den andra bars som ett armband av en kvinna som flaxade med armarna för att omvandla energi. Som bäst räckte elen i respektive enhet till för att driva 150 led-lampor.
Genom att bäraren flaxade med armarna kunde armbandet alstra nog med el för att driva 150 led-lampor. Foto: CUHK
– Den tidigare designen av enheter som samlar in havsenergi har varit utrustade med generatorer som har utgått från elektromagneter, som är stora, tunga och bara alstrar el om havsvågornas frekvens är över en viss nivå. Vår nya forskning har överkommit de tekniska hindren och kommer att slå ett slag för användningen av nanogeneratorer, speciellt när det kommer till hämta in "blå energi". Dessutom öppnar det möjligheter för att utveckla nya typer av förnybar energi som kan hjälpa oss att nå koldioxidneutralitet, säger Zi Yunlong, professor vid CUHK.
