Onderzoekers van de Chalmers University of Technology hebben een stof ontwikkeld die kinetische energie omzet in elektrische energie. Hoe groter de belasting op het textiel en hoe natter het wordt, hoe meer elektriciteit hij opwekt. De resultaten zijn nu gepubliceerd in Flexibele elektronica .

Chalmers-onderzoekers Anja Lund en Christian Müller hebben een geweven stof ontwikkeld die elektriciteit opwekt wanneer deze wordt uitgerekt of blootgesteld aan druk. De stof kan momenteel voldoende stroom opwekken om een ​​led te verlichten, draadloze signalen verzenden of kleine elektrische apparaten aansturen, zoals een zakrekenmachine of een digitaal horloge. De technologie is gebaseerd op het piëzo-elektrische effect, wat resulteert in de opwekking van elektriciteit door vervorming van een piëzo-elektrisch materiaal, zoals wanneer het uitgerekt is. In de studie, de onderzoekers creëerden een textiel door een piëzo-elektrisch garen samen met een elektrisch geleidend garen te weven, die nodig is om de opgewekte elektrische stroom te transporteren.

"Het textiel is flexibel en zacht en wordt nog efficiënter als het vochtig of nat is, Lund zegt. "Om de resultaten van ons onderzoek te demonstreren gebruiken we een stuk textiel in de schouderband van een tas. Hoe zwaarder het gewicht in de zak, en hoe meer van de tas die uit onze stof bestaat, hoe meer elektrisch vermogen we krijgen. Als onze tas vol zit met drie kilo boeken, we produceren een continu vermogen van vier microwatt. Dat is genoeg om af en toe een LED te laten branden. Door van ons textiel een hele tas te maken, we zouden genoeg energie kunnen krijgen om draadloze signalen te verzenden."

Het piëzo-elektrische garen bestaat uit 24 vezels, elk zo dun als een haarlok. Als de vezels voldoende vochtig zijn, ze worden ingesloten in vloeistof en het garen wordt efficiënter, omdat dit het elektrisch contact tussen de vezels verbetert. De technologie is gebaseerd op eerdere studies van de onderzoekers waarin ze de piëzo-elektrische vezels ontwikkelden, waaraan ze nu een extra dimensie hebben toegevoegd.

"De piëzo-elektrische vezels bestaan ​​uit een piëzo-elektrische schil rond een elektrisch geleidende kern, Lund zegt. "Het piëzo-elektrische garen in combinatie met een commercieel geleidend garen vormen een elektrisch circuit dat in serie is geschakeld." Eerder werk van de onderzoekers aan piëzo-elektrisch textiel was tot nu toe vooral gericht op sensoren en hun vermogen om elektrische signalen te genereren door middel van drukgevoeligheid. Het is uniek om de energie te gebruiken om elektronische componenten continu aan te drijven.

"Geweven textiel van piëzo-elektrische garens maakt de technologie gemakkelijk toegankelijk en kan nuttig zijn in het dagelijks leven. Het is ook mogelijk om meer materialen aan het weefsel toe te voegen of om het als een laag in een meerlaags product te gebruiken. Het vereist enige aanpassing, maar het is mogelijk, ' zegt Lund.

The researchers consider that the technology is, in principe, ready for larger scale production. It is now mainly up to industrial product developers to find out how to make use of the technology. Despite the advanced technology underlying the material, the cost is relatively low and is comparable with the price of Gore-Tex. Through their collaboration with the Swedish School of Textiles in Borås the researchers have been able to demonstrate that the yarn can be woven in industrial looms and is sufficiently wear-resistant to cope with the harsh conditions of mass production.