Группа европейских исследователей из DESY и Гамбургского технологического университета (TUHH) представила новый способ получать электричество. Вместо турбин и генераторов они используют воду и наноструктурированный кремний.
Система называется Intrusion-Extrusion Triboelectric Nanogenerator (IE-TENG) и относится к трибоэлектрическим наногенераторам — устройствам, которые превращают механическое воздействие в электрический заряд.
Как работает IE-TENG
В основе разработки — нанопористый кремний, который одновременно проводит ток, имеет развитую систему нанопор и обладает гидрофобными свойствами.
В эти поры под давлением многократно вдавливается и выдавливается вода. В момент контакта и разрыва контакта воды с поверхностью возникает трение, а вместе с ним — перенос заряда. Механизм похож на статическое электричество: как когда мы получаем небольшой разряд, дотронувшись до дверной ручки.
Важно, что в генерации участвует даже чистая вода, если структура материала подобрана правильно. Эффективность такого преобразования достигает примерно 9 %, что очень много для подобных систем.
Где это можно применить
Основная идея — использовать IE-TENG там, где нужна небольшая, но стабильная энергия для электроники:
- автономные сенсоры для мониторинга влажности и утечек;
- элементы умной одежды и спортивных гаджетов, которым хватает энергии от движений человека;
- сенсоры в робототехнике, где давление и вибрации сразу превращаются в электрический сигнал.
Такие решения позволяют создавать устройства, которые не требуют замены батареек и питаются за счёт процессов, уже происходящих в системе — движения, давления, вибраций.