Drobné generátory statické elektřiny by mohly vyrábět energii z vln

Chytrý způsob, jak dát dohromady spoustu nanogenerátorů, které využívají statickou elektřinu k výrobě proudu, by mohl otevřít nový druh energie vln

Technika


16. září 2022

Obrázek tříštících se vln

Energie vln je obrovský potenciální čistý zdroj elektřiny

Cavan Images/Alamy

Vlnový výkon může být brzy posílen z malých generátorů, které se spoléhají na jev zvaný triboelektrický efekt. Tým v Číně odhalil design, který zdvojnásobuje předchozí rekord v množství energie generované na objem pomocí této technologie.

Na rozdíl od větrné a solární energie vysoké náklady stále ve velkém brání vlnové energii. Stávající systémy generují energii, když pohyb vln pohání elektromagnetickou indukci, která zahrnuje magnety pohybující se cívkami, ale ty jsou těžké, drahé a neefektivní, říká Joao Ventura na univerzitě v Portu v Portugalsku.

Venturova skupina a další se místo toho snaží vytvořit systémy energie vln, které zachycují energii využíváním nahromadění statické elektřiny, když se různé materiály třou o sebe, jako balón o vlasy. Tento jev je známý jako triboelektrický efekt a výboj nahromaděné statické elektřiny může generovat proud.

Mnoho týmů vyvíjí technologii pro malé aplikace, jako je napájení kardiostimulátorů nebo výroba elektřiny z pohybu ponožek nebo batohů, ale zatím žádná zařízení obsahující triboelektrické nanogenerátory se neprodávala.

Vzhledem k tomu, že proud generovaný každým nanogenerátorem je pro vlnový výkon nízký, myšlenkou je propojit tisíce triboelektrických nanogenerátorů dohromady v dlouhých řetězcích spojených pružnými konektory. V současnosti se mnoho designů vlnové energie skládá z koulí, které se kutálejí uvnitř každého nanogenerátoru.

Nyní tým vedený Zhong Lin Wangem z Pekingského institutu nanoenergie a nanosystémů v Číně, který v roce 2012 vytvořil první funkční triboelektrický nanogenerátor, vytvořil design pro vlnovou energii sestávající z pružinové cívky uvnitř válce. Jak se válec houpe tam a zpět ve vlnách, různé části spirály se dotýkají a oddělují, čímž vzniká proud.

V laboratorních testech toto zařízení produkovalo až 347 wattů energie na metr krychlový, což je dvojnásobek dříve dosaženého výkonu a až 30krát více než jiné triboelektrické konstrukce.

„Skupina dosáhla významného průlomu ve vývoji nové triboelektrické struktury, která poskytuje velkou hustotu výkonu,“ říká Ventura, který se na studii nepodílel.

U triboelektrických nanogenerátorů je struktura používaná k výrobě energie obvykle mnohem větší než tenká vrstva triboelektrik, říká. “Pokud můžete zabalit více do stejného prostoru, získáte velké výhody.”

Práce překonává některé z hlavních překážek bránících nasazení triboelektrických nanogenerátorů pro získávání energie z vln, říká Ventura.

Průkopník vlnové energie Stephen Salter z University of Edinburgh ve Velké Británii však není přesvědčen, že by triboelektrické nanogenerátory mohly překonat konvenční konstrukce, jako je systém Pelamis. A co víc, protože proces zahrnuje tření, opotřebení bude problémem, říká Salter, a tým neříká, jak to budou řešit.

Odkaz na deník: Jedna Země, DOI: 10.1016/j.oneear.2022.08.013

Více o těchto tématech:

.

Leave a Comment

Your email address will not be published.