Nanojeneratörler Akıllı Telefonunuzu Şarj Edebilir !
Georgia Teknoloji Enstitüsündeki araştırmacılar, 2012 yılından beritriboelektrik nanogeneratörlerin (TENG'ler) uygulamaları ve ticari potansiyelini araştırıyorlar. TENG'ler adı verilen bu sistemler aslında sürtünmeden statik elektriği toplayabiliyorlar.
Şimdi, Ulsan Ulusal Bilim ve Teknoloji Enstitüsünde (UNIST) bir araştırmacı ekibi, teknolojinin geniş kabul görmesini engelleyen engellerden birinin üstesinden geldi: düşük güç çıktı. Bunu yapmak için, dielektrik malzeme olarak işlev gören
yeni bir polimer geliştirdiler .
Dielektrikler, kendilerine bir elektrik alanı uygulandığında kutuplaşan elektrik yalıtıcılarıdır. Dielektriklerde meydana gelen kutuplaşma ve depolarizasyon, harici bir elektrik alanının bulunduğu zaman onları elektrik yüklemesi ve boşaltılması için cazip aday yapmıştır.
TENG cihazlarının kendileri, birbirine sürülen iki farklı malzemeden oluşur. Bu şekilde, cam veya naylon gibi elektronları vermeye meyilli olan malzemeler silikon veya teflon gibi kendilerini emme eğiliminde olan malzemelere bağışlar. Mekanik enerjiyi sürtünmeden elektriğe dönüştürerek, TENG'ler küçük elektronik cihazlara güç verebilir.
UNIST araştırmacıları TENG cihazlarını inceledi ve faydalı özelliklerine rağmen sürtünme esaslı operasyonun çeşitli dezavantajları olduğunu buldu.Bunların arasında üniform bir temas eksikliği, yıpranma ile malzeme kaybı, neme karşı yüksek hassasiyet ve çıkış gücünde büyük sapma var. Kore ekibi başlangıçta çıktı gücünü artırmaya odaklandı ancak süreçte TENG'lerle ilişkili bazı çevresel sorunları çözmüş olabilirler.
Dergide açıklanan Onların cihaz, Bilim Gelişmeler , Georgia Tech geliştirilen olanlara benzer. Bununla birlikte, UNIST araştırmacıları, bir elektroddan daha fazla yük alabilecek ve güç çıkışını artıracak yeni bir dielektrik polimer malzeme geliştirdiler.
"Çıktı gücünü arttırmak için, etkili dielektrikler ve düşük şarj kaybı olan yeni cihaz yapıları gibi yeni polimerler geliştirmeye çalışıyoruz" diyen UNIST araştırmacı ve ortak yazar olan Jeong Min Baik, IEEE Spectrum ile bir e-posta röportajında . "Malzeme bilimcisi olarak, en iyi polimeri etkili dielektrik olarak sentezlemenin önemli olduğunu düşünüyorum."
Bu yeni polimerlerin dielektrik sabiti neredeyse iki katıydı - bir malzemenin bir elektrik alanının bulunduğu yerde enerji depolamak için ölçümü - kullanılan önceki materyallerin ölçüsü. Dielektrik sabitindeki bu artış, diğer nanogeneratörler ile karşılaştırıldığında yüklerin yoğunluğunu ikiye katladı. Buna ek olarak, araştırmacılar filmin dipol yönünü hizaladığında, malzemenin şarj kabul özelliklerini geliştirerek çıktı gücünde 20 kat artış sağladı.
Baik ve meslektaşları, bu gelişmiş güç çıkışı, TENG'lerin çekici bazı şarj uygulamaları için uygun olabileceğini düşünüyor.
"Çalışmamın nihai amacı akıllı bir saatin veya telefonun pilini şarj etmek. Gerçekçi olduğunu düşünüyorum; Ancak, şimdi değil, "dedi Baik. "En hızlı hedeflerden biri, triboelektriklere veya tribotroniklere dayalı kendi kendine çalışan fiziksel sensörler olacaktır. İstikrar gibi bazı konulardan sonra, bir ürün gösterilecek. "
Baik'ın bir sonraki adımında, geliştirilmiş polimer TENG'lerden akıllı bir saatin "yüzde 1'inin şarj edilmesi" mümkün olduğunu kanıtlamak mümkün. "Bunun için, yeni yalıtkan tabakalar tasarlayacağım ve polimer malzemeler sentezleyeceğim" diye ekledi.
SpectrumIEEE