Потужне джерело енергії без літію: як наногенератор замінить батареї в гаджетах

Дослідники з німецького наукового центру DESY і Технологічного університету Гамбурга поставили собі за мету перетворити звичайний механічний тиск і рух рідини на надійне джерело енергії. Результатом став генератор, заснований на наноструктурованому кремнії, який використовує потік води через пори розміром у кілька нанометрів для створення електричного заряду, пише TechSpot.

Як це працює

В основі технології лежить трибоелектричний ефект — те саме явище, через яке ви отримуєте заряд статичної електрики, провівши рукою по шерсті. Тільки тут заряд створює вода.

Головний елемент пристрою — кремнієва структура, яка одночасно проводить струм, пронизана нанопорами і відштовхує воду (гідрофобна). Коли під тиском вода вдавлюється в ці крихітні пори і витікає назад, вона треться об стінки кремнію, передаючи заряд на межі розділу рідини і твердого тіла. Унікальна архітектура пристрою вловлює цей заряд і перетворює його на корисну електричну енергію.

Рекордна ефективність

Головне досягнення команди — ККД перетворення енергії близько 9%. Для трибоелектричних генераторів, які зазвичай страждають від низької ефективності, це рекордний показник. Це означає, що технологія вже готова до реального застосування в мінітюрних датчиках і малопотужній електроніці.

Ще один важливий плюс — застосування простих і доступних матеріалів: кремнію і води. Це робить виробництво таких генераторів дешевим і сумісним з наявними технологіями мікроелектроніки.

Де це можна використовувати

Вчені бачать майбутнє цієї технології у створенні автономних сенсорів, які самі добувають енергію з навколишнього середовища.

• Розумний одяг і спорт: Генератори можна вбудовувати в тканину для живлення датчиків здоров'я, які працюватимуть від рухів тіла.
• Автомобілі: У підвісці машини постійні вібрації і поштовхи можуть стискати і розтискати генератор, виробляючи енергію для датчиків зносу або тиску в шинах.
• Робототехніка: Тактильні сенсори роботів зможуть отримувати енергію безпосередньо від дотиків.

Раніше повідомлялося, що вчені знайшли найдешевше джерело літію у світі. Відоме джерело літію: старі батареї, що вийшли з ладу. Нова технологія може зробити цей процес економічно вигідним.