Egy nemzetközi kutatócsapat különleges módját találta fel annak, hogyan alakíthatják át a mechanikai energiát elektromossággá, és ehhez csak vízre, valamint szilíciumra volt szükségük. A kifejlesztett berendezés a triboelektromos nanogenerátorok egy típusa, úgynevezett Intrusion–Extrusion Triboelectric Nanogenerator (IE-TENG), ami nanoméretű rendszeren keresztül működik.
A rendszer lényege, hogy nyomás segítségével a vizet folyamatosan ki-,és beáramoltatják nanoméretű pórusokon, azaz apró lyukakon át.
“A folyamat során töltés keletkezik a szilárd és a folyadék határfelületén. Ez egy olyan súrlódási eredetű elektromosság, amely gyakran előfordul a mindennapi életben.”
- magyarázza a Hamburgi Műszaki Egyetem (TUHH) - “Erre egy mindenki számára ismerős példa: amikor valaki cipőben egy PVC szőnyegen sétál. Az elektronok egyik testről a másikra vándorolnak, és töltés halmozódik fel, amely egy harmadik test megérintésekor hirtelen kisül. Például amikor megérintünk egy ajtókilincset, a töltés levezetése miatt egy kisebb elektromos ütést érzünk.”
Az elért energiakonverzió hatásfoka 9%, ami a kutatók szerint a legmagasabbak közé tartozik a szilárd-folyadék nanogenerátorok esetében. A rendszer legfontosabb részét a szilíciumstruktúra megfelelő kialakítása jelentette, aminek nanoporózus szerkezete tette lehetővé a víz kontrollálását, stabilizálva a konverziós folyamatot.
“A nanopórusos szilícium és a víz kombinálása hatékony, reprodukálható energiaforrást tesz lehetővé, különleges anyagok nélkül, csupán a Föld legbőségesebben megtalálható félvezetőjét, a szilíciumot és a leggyakoribb folyadékot, a vizet felhasználva.”
- mondta el Patrick Huber, a kísérlet résztvevője.
A rendszert a kutatók nem az akkumulátorok általános helyettesítőjeként szeretnék felhasználni, hanem speciális területeken, például viselhető eszközökben, vagy szenzorok energiaforrásaként. A TUHH szerint a technológia megnyitja az utat az autonóm érzékelőrendszerek előtt, amelyek karbantartás nélkül működtethetőek, többek között okosruházatban, vagy a haptikus robotika terén, ahol az érintés vagy a mozgás közvetlenül hoz létre elektromos jelet. A víz által működtetett anyagok egy új, önfenntartó technológiákból álló generáció kezdetét jelentik a kutatók szerint.
(Fotó: TU Hamburg, DESY, Künsting, tungnguyen0905/Pixabay)
