Energie oogsten, een technologie om kleine hoeveelheden natuurlijk voorkomende energie (bijv. licht, warmte en trillingen) in elektriciteit, krijgt aandacht als een methode om Internet of Things (IoT)-apparaten van stroom te voorzien. Deze technologie helpt de impact op het milieu te verminderen en heeft het potentieel om elektronische apparaten op een stabiele en lange termijn van stroom te voorzien, in tegenstelling tot batterijen die moeten worden opgeladen of vervangen.

Onderzoekers van Nagoya University en Kyushu University richtten zich op energie uit de kleine beweging van vloeistof en ontwikkelden een apparaat dat meer dan 5 volt elektriciteit opwekt rechtstreeks uit de beweging van een vloeistofdruppel. Dit apparaat, gemaakt van flexibele dunne films, wekt elektriciteit op wanneer waterdruppels op het bovenoppervlak naar beneden glijden. Deze technologie zal naar verwachting worden toegepast op zelfaangedreven apparaten die worden gebruikt in vloeistoffen, inclusief sensoren die de kwaliteit van het afvalwater van fabrieken bewaken. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nano-energie .

Energie opgewekt uit de kleine stroom vloeistof bestaat in verschillende omgevingen, zoals binnenkant van fabrieksleidingen, en in microvloeistofapparaten, maar dit soort energie is tot nu toe niet effectief gebruikt. Het is aangetoond dat een grafeenplaat elektriciteit kan opwekken uit de vloeistofbeweging over het oppervlak. Echter, de uitgangsspanning is beperkt tot ongeveer 0,1 volt, wat niet genoeg is om elektronische apparaten aan te drijven.

De onderzoeksgroep, bestaande uit Adha Sukma Aji van de Universiteit van Nagoya, Ryohei Nishi, en Hiroki Ago van Yutaka Ohno en Kyushu University, heeft aangetoond dat het gebruik van molybdeendisulfide (MoS ₂ ) in plaats van grafeen, aangezien het actieve materiaal in de generator het mogelijk maakt om meer dan 5 volt elektriciteit op te wekken uit een vloeistofdruppel.

"MoS . gebruiken ₂ voor de generator, het was nodig om een ​​enkellaags MoS . met een groot oppervlak te vormen ₂ film op een plastic film. Met conventionele methoden, echter, het was moeilijk om MoS . te kweken ₂ gelijkmatig op een groot oppervlak, " zegt professor Ohno van het Institute of Materials and Systems for Sustainability aan de Universiteit van Nagoya. "In onze studie, we zijn erin geslaagd deze vorm van MoS . te fabriceren ₂ film door middel van chemische dampdepositie met behulp van een saffiersubstraat met molybdeenoxide (MoO ₃ ) en zwavelpoeders. We gebruikten ook een polystyreenfilm als lagermateriaal voor de MoS ₂ film, zodat we de gesynthetiseerde MoS . konden overbrengen ₂ film vrij gemakkelijk op het oppervlak van de plastic film."

De nieuw ontwikkelde generator is flexibel genoeg om te worden geïnstalleerd op het gebogen binnenoppervlak van sanitair, en zal dus naar verwachting worden gebruikt voor het aandrijven van IoT-apparaten die in vloeistoffen worden gebruikt, zoals zelfaangedreven regenmeters en zure regenmonitors, evenals waterkwaliteitssensoren die stroom kunnen opwekken uit industrieel afvalwater terwijl het wordt bewaakt.

Professor Ohno zegt:"Onze MoS ₂ nanogenerator kan energie oogsten uit meerdere vormen van vloeibare beweging, inclusief druppeltjes, spuiten, en zeegolven. Vanuit een breder perspectief, dit apparaat kan ook worden gebruikt in toepassingen met hydrodynamica, zoals het opwekken van elektriciteit uit regenwater en watervallen."