Наряду с очень холодными температурами зима обычно приносит с собой сухой воздух и случайные разряды статического электричества. Эти удары могут раздражать, но исследователи работают над тем, чтобы использовать эту энергию, которая в противном случае тратилась бы впустую, с помощью трибоэлектрических наногенераторов (TENG) для питания повседневных устройств.
Теперь, в ACS Omega, команда описывает простой способ изготовления этих крошечных генераторов из таких простых материалов, как двухсторонняя купленная в магазине лента, которая обладает более высокой плотностью энергии, чем предыдущие версии. ТЭНы могут преобразовывать механическую энергию в электрическую за счет трибоэлектрического эффекта, который является формой статического электричества. Но вместо того, чтобы статическое электричество превратилось в шок, эти наногенераторы посылают его по цепи для питания устройства, такого как светодиод. Несмотря на то, что они основаны на простых принципах, многие устройства TENG сложны и дороги в изготовлении, а их мощность составляет всего несколько ватт. Предыдущие исследования показали, что упрощенные ТЭНы могут быть изготовлены из комбинации ленты, пластика и металла, но их низкая удельная мощность не позволяет использовать их на практике.
Итак, Ган Ван и его коллеги хотели разработать несложный, простой в изготовлении ТЭН, который работал бы так же хорошо, как и более сложные конструкции. Исследователи создали ТЭН из слоев купленной в магазине двухсторонней ленты и пластиковой пленки, покрытых тонким листом алюминиевого металла. Когда эти два слоя были прижаты друг к другу, а затем отсоединены друг от друга, между ними образовалась небольшая искра. Если бы на слои оказывалось большее давление, они могли бы генерировать больше энергии. Фактически, ТЭН смог обеспечить плотность мощности, соответствующую другим, более сложным версиям.
По словам исследователей, двухэлектродная версия устройства может даже производить плотность мощности 169,6 Вт на квадратный метр, что на 47% выше, чем ранее сообщалось для других устройств. В серии тестов команда проверила TENG на прочность. При подключении к массиву светодиодов генератор мог одновременно зажигать более 400 огней, когда кто-то нажимал на слои. Прикрепив ТЭН к подошве обуви, можно включить светодиоды с силой простого шага. Кроме того, генератор может питать лазерный диод , что может открыть путь для использования в датчиках и электронике на основе света. Исследователи говорят, что эта конструкция генератора может помочь удовлетворить большие потребности в энергии для электроники с автономным питанием с помощью более простых и дешевых материалов.
