Ученые Южного федерального университета представили модель генератора, позволяющего заряжать гаджеты от городского шума, движений и разговора людей.
Специалисты Института нанотехнологий, электроники и приборостроения Южного федерального университета (ЮФУ) разработали модель наногенератора, которую можно использовать для зарядки гаджетов от городского шума. Об этом сообщили в пресс-службе ЮФУ.
Исследование опубликовано в журнале Low Power Electronics and Applications и поддержано Российским научным фондом.
Как работает наногенератор?
Наногенератор преобразовывает в электрическую энергию нано- и микроразмерные деформации и вибрации, возникающие под действием городского шума, движений и разговора человека. Такой энергии достаточно для питания устройств персональной электроники: смартфонов, электронных часов, наушников и других гаджетов.
Кроме того, по словам разработчиков, наногенераторные зарядки будут работать абсолютно автономно, т. е. им не нужны будут подзарядки и источники питания. Они будут постоянно накапливать энергию из окружающей среды, в том числе из городского шума, движений и разговоров людей.
Ученые вели разработки с 2006 года и долгое время не могли подобрать подходящий материал для реализации задумки. По словам руководителя проекта Марины Ильиной, классические пьезокерамические структуры для наногенераторов не подходят, так как они слишком хрупкие и, как правило, токсичные из-за наличия свинца в составе. От пьезоэлектрических полупроводниковых наноструктур (оксид цинка, нитрид галлия) также пришлось отказаться: они обладают недостаточно высоким значением пьезоэлектрического модуля для эффективного преобразования энергии. В ходе исследования российские разработчики пришли к выводу, что лучшим кандидатом для высокоэффективных наногенераторов выступают углеродные нанотрубки (УНТ), в состав которых легирован (добавлен) азот.
УНТ были открыты в 1991 году, после чего начали активно исследоваться их свойства и возможности применения. Однако многие прогнозы не оправдались, и интерес к этому материалу пошел на спад. Сейчас это направление исследований снова на пике, теперь ученые исследуют несовершенные УНТ, легированные гетероатомами (азота, кислорода, бора). Исследователи планируют их применять для хранения или преобразования энергии в электрохимических конденсаторах, топливных элементах и литий-ионных аккумуляторах.
Источники: