Трибоэлектрический наногенератор в структуре морских водорослей вырабатывает электричество даже при незначительном движении воды. Такие волновые генераторы в будущем смогут питать подводные датчики и легкие буи.
Энергия океана обладает огромным потенциалом для выработки электроэнергии, которая до сих пор использовалась почти исключительно на стационарных приливных электростанциях. Они вырабатывают энергию из течений во время прилива и отлива.
Существуют также так называемые волновые генераторы в виде плавучих электростанций, которые используют энергию морских волн для выработки электроэнергии. Поскольку стоимость таких установок все еще очень высока и они вырабатывают электроэнергию только при высоких волнах, волновые генераторы все еще остаются лишь концепцией и пока не используются в промышленных масштабах.
Теперь исследователи из Даляньского морского университета (Китай) представили в специализированном журнале ACS Nano новую концепцию волнового генератора, основанную на принципе трехэлектродной генерации энергии.
Малая электростанция, вырабатывающая энергию с помощью статического электричества, основана на трибоэлектрических наногенераторах (ТЭНГ). Они состоят из нескольких слоев проводящих материалов, которые при контакте обмениваются зарядами между собой.
Механическая энергия преобразуется в электрическую
Таким образом, компактный волновой генератор вырабатывает электрическую энергию из механической. В состоянии покоя для этой цели между слоями генератора имеется зазор. Когда гибкие слои сжимаются под действием волн, через них проходит электрический ток. Подобные наногенераторы уже используются в кардиостимуляторах или в качестве биомеханических комбайнов для выработки электроэнергии во время занятий спортом.
Морские водоросли как модель
При разработке нового генератора волн команда Яна Ванга взяла за образец морские водоросли. Таким образом, генератор волн состоит из длинных полос трибоэлектрического материала, которые закреплены только на одном конце и поэтому могут свободно перемещаться в воде. Таким образом, даже небольших волн достаточно для выработки электроэнергии.
В ходе экспериментов генератор смог вырабатывать электроэнергию для 30 светодиодов даже при незначительном движении воды. Даже на глубине десяти метров волновой генератор, несмотря на тонкие плавники, все равно вырабатывал электроэнергию.
"Демонстрационные эксперименты показывают, что такие гибкие и недорогие ТЭНГи из морских водорослей могут стать хорошей альтернативой батареям для морских приборов и устройств в будущем", - объясняет Ванг. В будущем мини-электростанция может питать, в частности, буи или подводные измерительные сети.
И если вам понравился материал, пожалуйста, оставьте мне свой отзыв и не забудьте подписаться на канал. Спасибо за внимание!