(Phys.org) —Apparaten die energie uit de omgeving halen, vereisen specifieke omgevingsomstandigheden; bijvoorbeeld, zonnecellen en piëzo-elektrische generatoren hebben zonlicht en mechanische trillingen nodig, respectievelijk. Aangezien deze voorwaarden niet altijd bestaan, de meeste energieoogstmachines wekken geen constante stroom van elektriciteit op. Om alomtegenwoordige energie continu te oogsten, onderzoekers hebben een hybride energieoogstmachine ontworpen en gefabriceerd die een zonnecel en piëzo-elektrische generator integreert, waardoor het tegelijkertijd energie kan oogsten uit zowel zonlicht als geluidstrillingen.

De onderzoekers, Dae Yeong Lee, et al., van Sungkyunkwan University en Samsung Advanced Institute of Technology, zowel in Zuid-Korea, hebben hun studie over de hybride energieoogstmachine gepubliceerd in een recent nummer van: Nanotechnologie .

"Door de hybride energieoogster te gebruiken, twee verschillende energiebronnen kunnen worden gebruikt in één platform, " vertelde co-auteur Hyunjin Kim van het Samsung Advanced Institute of Technology: Phys.org . "Zo kan het totale uitgangsvermogen van de hybride rooier worden verhoogd ten opzichte van elke afzonderlijke rooier. door twee energiebronnen in één apparaat te oogsten, continue output kan worden gegenereerd, zelfs als er maar één energiebron beschikbaar is."

Om de oogstmachine te ontwerpen, de onderzoekers wendden zich tot silicium nanopijler zonnecellen voor het zonlicht dat de helft van het apparaat oogst. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat silicium nanopijler zonnecellen veelbelovende kandidaten zijn als fotovoltaïsche apparaten vanwege hun lage reflectie, hoge absorptie, en potentieel voor goedkope massaproductie.

Na het fabriceren van de cellen met behulp van een plasma-etstechniek en gloeiprocessen, de onderzoekers bedekten de bovenkant van elke cel om deze voor te bereiden op plaatsing van de piëzo-elektrische generator, die bovenop werd gestapeld met behulp van een spincoating-methode. Laatste, boven- en onderelektroden sandwichen het apparaat.

De hele oogstmachine heeft een hoogte van slechts een paar honderd nanometer, waarbij het grootste deel van de hoogte afkomstig is van de 300 nm hoge nanopilaren in de zonnecel.

Bij testen, de energy harvester kan elektriciteit opwekken uit de zonnecellen met een conversierendement van 3,29%. Tegelijkertijd, de oogstmachine kan 0,8 V uitgangsspanning genereren bij blootstelling aan een geluid van 100 dB.

Het hybride apparaat suggereert dat het oogsten van zowel zonne- als trillingsenergieën in bepaalde omgevingen efficiënter kan oogsten in vergelijking met een apparaat dat slechts één soort energie oogst.

"Deze energierooier kan erg handig zijn waar er geen elektriciteitsnet is aangesloten, coauteur Won Jong Yoo van de Sungkyunkwan University zei. dit apparaat zal nuttig zijn bij het verplaatsen van voertuigen zoals bewegende boten, treinen, auto's, enz. De output van 0,8 V zijn slechts voorlopige gegevens. Als we de apparaatstructuur en fabricageconditie optimaliseren, het uitgangsvermogen zal aanzienlijk worden verhoogd."

In de toekomst, de onderzoekers zijn van plan om volledig flexibele hybride apparaten voor het oogsten van energie te fabriceren met behulp van plastic substraten om mechanische energie efficiënter te oogsten.

Copyright 2013 Phys.org
Alle rechten voorbehouden. Dit materiaal mag niet worden gepubliceerd, uitzending, geheel of gedeeltelijk herschreven of herverdeeld zonder de uitdrukkelijke schriftelijke toestemming van Phys.org.