Small: разработан умный способ получения энергии с помощью пластиковых шариков

Международная группа исследователей открыла новый метод получения электричества с помощью маленьких пластиковых бусин. Если разместить эти бусины близко друг к другу и привести их в соприкосновение, они вырабатывают больше электричества, чем обычно. Этот процесс, известный как трибоэлектрификация, похож на статическое электричество, возникающее при трении воздушного шара о волосы. Работа с результатами была опубликована в журнале Small.

Трибоэлектрические наногенераторы (TENG) генерируют электричество посредством трения между различными материалами. Обычно это происходит, когда два разных материала движутся друг против друга. Исследования теперь показывают, что когда поверхность, состоящая из плотно упакованных мелких шариков, соприкасается с другой поверхностью, содержащей те же шарики, некоторые шарики приобретают положительный заряд, а другие становятся отрицательно заряженными. Чем эффективнее передаются эти электрические заряды, тем больше электричества вырабатывается.

Тесты с различными типами шариков показывают, что размер и материал играют решающую роль. Более крупные шарики, как правило, приобретают отрицательный заряд, тогда как более мелкие с большей вероятностью приобретают положительный заряд. Наиболее значительный эффект наблюдается с шариками меламино-формальдегидной (МФ) основы.

Этот материал имеет низкую эластичность, что означает, что он менее гибкий и лучше удерживает и передает электрический заряд. Кроме того, использование шариков обеспечивает экономически эффективную альтернативу дорогостоящей технологии, обычно используемой в TENG для повышения производительности. Сухое изготовление частиц также делает процесс более устойчивым, устраняя необходимость в растворителях.

Достижения в области трибоэлектрификации могут позволить новые приложения по сбору энергии без батарей или розеток. Умная одежда, которая генерирует энергию от движения, или небольшие устройства, которые питаются сами без подзарядки, становятся все более реалистичной возможностью. Носимые технологии и решения в области устойчивой энергетики должны выиграть от этого принципа.

«Наше исследование показывает, что небольшие изменения в выборе материалов могут привести к значительному повышению эффективности генерации энергии. Это открывает новые возможности для трибоэлектрических наногенераторов в повседневной жизни, без зависимости от традиционных источников энергии», - поясняет ведущий автор исследования Игнаас Джимидар из VUB.

Несмотря на многообещающие результаты, необходимы дальнейшие шаги для интеграции этой технологии в реальные продукты. Улучшения в эффективности и надежности будут иметь ключевое значение для обеспечения крупномасштабных приложений. Исследования материалов и структур продолжают открывать новые возможности для генерации и использования энергии.