science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Verenigde Staten, China-team onderzoekt energiewinning

Credit: ACS Nano

Zes auteurs hebben hun werk in het oogsten van energie beschreven in een paper getiteld "Ultrathin, Oprolbaar, Op papier gebaseerde tribo-elektrische nanogenerator voor het oogsten van akoestische energie en zelfaangedreven geluidsopname. Vertaling:Een papieren microfoon kan helpen bij het opladen van je mobiele telefoon. Jacob Aron in nieuwe wetenschapper schreef over hun werk; hij zei dat een voordeel van zo'n microfoon is dat hij akoestische energie kan oogsten om onderweg een telefoon op te laden. Het team, van het Georgia Institute of Technology in de VS en Chongqing University en Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems, Chinese Wetenschapsacademie, China, publiceerden hun paper in ACS Nano vorige maand.

De wetenschappers ontwikkelden een oprolbare, op papier gebaseerde tribo-elektrische nanogenerator met een dikte van 125 m. Hij kan een maximale vermogensdichtheid van 121 mW/m2 en 968 W/m3 leveren bij een geluidsdruk van 117 dBSPL. (De hoeveelheid stroom die de microfoon levert, hangt af van de grootte, maar het is ongeveer 121 milliwatt per vierkante meter.)

Wat is een nanogenerator? Vorig jaar geïnterviewd door Paul Weiss, Zhong Lin Wang van Georgia Tech zei:"Een nanogenerator is een apparaat dat gebruik maakt van piëzo-elektrische tribo-elektriciteit, of para-elektriciteit, of alle drie, om mechanische actie om te zetten, thermische actie, of andere actie in elektriciteit voor het aandrijven van kleine elektronische apparaten, meestal door mechanische energie om te zetten." Wat betreft de tribo-elektrische nanogenerator (TENG), hij legde uit dat dit de elektrostatische lading "die is gecreëerd door het tribo-elektrificatieproces gebruikt als een drijvende kracht voor de elektronenstroom naar een externe belasting. Door dit proces vandaag te gebruiken, we kunnen 55 procent energieconversie-efficiëntie bereiken, het beste tot nu toe."

Opnieuw, Aron vertaalde wat Zhong Wang van het Georgia Institute of Technology in Atlanta en collega's feitelijk met hun paper deden. "Ze gebruikten een laser om een ​​raster van microscopisch kleine gaatjes in het papier te zappen, vervolgens een zijde met koper bekleed en op een dunne laag teflon gelegd, het verbinden van de twee vellen aan één rand. Geluidsgolven trillen de twee platen op verschillende manieren, waardoor ze in en uit contact komen. Dit genereert een elektrische lading, vergelijkbaar met degene die je maakt als je een ballon over je haar wrijft, die een telefoon langzaam kan opladen."

De microfoon is zo groot als een postzegel. Aron zei, "De hoeveelheid stroom die de microfoon levert, hangt af van de grootte, maar het is ongeveer 121 milliwatt per vierkante meter. 'Het kan in elke gewenste maat worden gemaakt, ' zegt Wang, hoewel hij toegeeft dat een microfoon ter grootte van een postzegel op je telefoon slechts een kleine hoeveelheid stroom zou leveren in plaats van je telefoon volledig op te laden."

De auteurs van het artikel zeiden dat het kan worden geïmplementeerd op een commerciële mobiele telefoon voor het oogsten van akoestische energie uit menselijk praten. Aron, In de tussentijd, schreef ook over een andere mogelijke toepassing:het recyclen van geluidsenergie uit de omgeving, waar men "gratis elektriciteit uit de 'afval'-geluiden overal om ons heen kon krijgen."

De auteurs zeiden dat het concept en ontwerp kunnen worden toegepast op verschillende omstandigheden voor het oogsten of detecteren van energie. Enkele voorbeelden die ze gaven, zijn draagbare en flexibele elektronica, militair toezicht, straalmotor geluidsreductie, een goedkoop implanteerbaar menselijk oor en draadloze technologietoepassingen.

Via NewScientist

© 2015 Tech Xplore