Ηλεκτρική ενέργεια από χαρτί, ταινία και μολύβι – Τριβοηλεκτρική νανογεννήτρια

0
2642

Ερευνητές από την Ομοσπονδιακή Πολυτεχνική Σχολή της Λωζάννης (EPFL) και του Πανεπιστημίου του Τόκυο ανέπτυξαν μια συσκευή από κοινά υλικά που μπορεί να παραγάγει ηλεκτρική ενέργεια επαρκή για την ηλεκτροδότηση λαμπτήρων LED, μιας μικρής οθόνης υγρών κρυστάλλων (LCD) ή άλλων μικρών ηλεκτρονικών συσκευών.

Θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί σε αναπτυσσόμενες χώρες με ιατρικά διαγνωστικά εργαλεία χαμηλής κατανάλωσης.

Χρησιμοποιώντας χαρτί με μεγάλο πάχος (όπως αυτό που χρησιμοποιείται σε παιδικές χειροτεχνίες και κατασκευές), ταινία στεγανοποίησης και ένα μολύβι κατασκεύασαν μια συσκευή με επιφάνεια 8 τετρ. εκατοστών που μπορεί να παραγάγει περισσότερα από 3 Βολτ.

Πρόκειται για τάση ισοδύναμη με εκείνη που δίνουν δύο κοινές μπαταρίες AA που χρησιμοποιούνται στα τηλεχειριστήρια των τηλεοράσεων.

Η συσκευή παράγει στατικό ηλεκτρισμό. Δύο κομμάτια χαρτιού καλύπτονται με το μολύβι από τη μια πλευρά διότι ο άνθρακας από τον γραφίτη λειτουργεί ως ηλεκτρόδιο.

Η ταινία εφαρμόζεται στην άλλη πλευρά της μιας από τις κάρτες. Το χαρτί και η ταινία λειτουργούν και τα δύο ως μονωτικά υλικά.

Μαζί κάνουν κάτι σαν σάντουιτς: δύο στρώματα άνθρακα στο εξωτερικό, στη συνέχεια δύο στρώματα χαρτί και ένα στρώμα ταινίας στη μέση.

Στη συνέχεια τα τυλίγουμε με ταινία με τρόπο ώστε να μην αγγίζονται καθιστώντας το σύστημα ηλεκτρικά ουδέτερο.

Όταν πιέσουμε το σύστημα με το δάχτυλο, οι δύο μονωτές έρχονται σε επαφή δημιουργώντας μια διαφορά τάσης: θετική στο χαρτί, αρνητική στην ταινία. Όταν αφήνουμε το δάχτυλο και οι κάρτες χωρίζονται, το φορτίο διοχετεύεται στα στρώματα άνθρακα που λειτουργούν ως ηλεκτρόδια. Ένας ενισχυτής που τοποθετείται στο κύκλωμα απορροφά την αδύναμη τάση που παράγεται.

Οι ερευνητές αύξησαν το ηλεκτρικό φορτίο τρίβοντας το χαρτί με γυαλόχαρτο για να κάνουν πιο τραχιά την επιφάνειά τους. Αυτό αύξησε την επιφάνεια επαφής και εξαπλασίασε την παραγωγή ενέργειας.

Το ελαφρύ χτύπημα στις κάρτες με ρυθμό μιάμιση φορά ανά δευτερόλεπτο για ένα σύντομο διάστημα απελευθερώνει τάση ισοδύναμη με αυτή δύο μπαταριών AA.

Η συσκευή TENG (τριβοηλεκτρική νανογεννήτρια) μπορεί να ενσωματωθεί εύκολα σε αισθητήρες χαμηλού κόστους κατασκευασμένους από χαρτί, οι οποίοι ήδη υποβάλλονται σε δοκιμές στον ιατρικό τομέα σε αναπτυσσόμενες χώρες. Αυτές οι συσκευές θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τις συμβατικές μπαταρίες σε τέτοιες εφαρμογές και τα υλικά να κομποστοποιηθούν στο τέλος της χρήσης.

Μπορείτε να δείτε τη χρήση της μικροσκοπικής γεννήτριας στο video που ακολουθεί.

econews

Σχόλια