Скорее всего, в недалеком будущем дождь и снег за окном будет генерировать электричество для электроприборов в доме. Об этом сообщили исследователи из Технологического института в Джорджии в Атланте, которые разработали умное стекло, способное собирать энергию от дождя и ветра.
Эффективная технология трибоэлектрического наногенератора (TENG), разработанная учеными, способствует преобразованию механической энергии дождевых капель в электричество.
Созданная на основе этой технологии «умная» система окон с автономным питанием включает в себя встроенное в стекло электрохромное устройство (ECD) с прозрачными наногенераторами TENG, которые запускаются от воздействия на стекло капель дождя, а также порывов ветра.
Выработанный наногенераторами электрический ток используется для электрохимических окислительно-восстановительных реакций, в результате которых меняются оптические свойства стекла и в особенности степень светопроницаемости, от прозрачного до темно-синего цвета.
По сути, ученые изобрели новый вид возобновляемого источника энергии и применили его для создания смарт-стекла. В конструктивном плане на поверхности нового стекла наногенераторы расположены в два слоя. Наружный слой наногенераторов собирает статическое электричество от дождя.
Данные наногенераторы в виде наноскопических пирамид, изготовленных из отрицательно заряженного силиконового материала полидиметилсилоксана, вырабатывают электрический ток при попадании на стекло капель дождя (которые имеют положительный заряд).
Внутренний слой наногенераторов расположен прямо под наружным слоем и собирает энергию от ветра. Этот слой состоит из двух пластин заряженного прозрачного пластика, разделенных наноскопичсскими витками пружины. При порывах ветра пружины сжимаются, и при приближении заряженных пластин пластика создается электрический ток.
В экспериментах, проведенных учеными, новое смарт-стекло способно производить до 130 милливатт на квадратный метр, чего достаточно для питания кардиостимулятора или смартфона в спящем режиме.
И сегодня современные исследователи продолжают работу над повышением энергоэффективности трибоэлектрических наногенераторов. По их словам, эти устройства способны преобразовывать до 60% механической энергии в электричество.
Кроме того, ученые рассматривают возможность сохранения энергии, выработанной смарт-стеклом, к примеру, с помощью включения в стекло прозрачных суперконденсаторов.