ساخت نانوژنراتوری که با انرژی حرکتی ظرف آب ۱۰۰ لامپ ال‌ای‌دی را روشن می‌کند

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا، علاقه روزافزون به وسایل الکترونیکی کوچک تقاضای زیادی برای منابع انرژی قابل حمل ایجاد کرده است. یکی از راه‌های تولید انرژی، برداشت انرژی از محیط مانند انرژی حرارتی، خورشیدی یا مکانیکی است. دانشمندان برای گرفتن انرژی مکانیکی، نیرویی که یک جسم از موقعیت و حرکت خود دریافت می‌کند، نانوژنراتورهای تریبوالکتریک ساخته‌اند که می توانند الکتریسیته را از طریق اصطکاک تولید کنند.

سازندگان این نانوژنراتور تریبوالکتریک می‌گویند این محصول در دستگاه‌های قابل حمل قابلیت استفاده دارد. همچنین نانو ژنراتورهای تریبوالکتریک به دلیل خروجی الکتریکی بالا، هزینه کم و دسترسی آسان یکی از مؤثرترین ابزارها برای برداشت انرژی مکانیکی هستند.

ژنراتورهای تریبوالکتریک هنگامی که دو ماده غیرمشابه با هم برخورد کرده و سپس از هم جدا می‌شوند، بار الکتریکی ایجاد می‌کنند. به‌ عنوان مثال، هنگامی که یک بادکنک روی لباس مالیده می‌شود، شارژ می‌شود و می‌تواند به اشیا بچسبد. با این حال، اصطکاک بین دو ماده ناگزیر باعث آسیب می‌شود و طول عمر دستگاه را کاهش می‌دهد.

استفاده از مایعات می‌تواند اصطکاک را کاهش دهد اما ژنراتورهای مبتنی بر مایع در مقایسه با ژنراتورهای جامد، خروجی الکتریکی بسیار کمتری دارند. همچنین بین بزرگ کردن دستگاه به اندازه کافی برای حرکت مایع و تولید الکتریسیته و در عین حال اطمینان از جمع و جور بودن آن به اندازه کافی برای قابل حمل بودن، یک رابطه معکوس وجود دارد.

محققان برای غلبه بر این مشکلات، یک ژنراتور سبک وزن، فشرده و مبتنی بر آب ساختند که می‌تواند در هنگام تکان دادن نیروی الکتریکی تولید کند. ساختار این دستگاه دارای طراحی چوب مانند، ساده است و از ۱۰ میلی‌لیتر آب، یک سیلندر پلیمری و الکترود تشکیل شده است. مواد پلیمری ظرف دارای بار منفی است. هنگامی که دستگاه تکان می‌خورد، آب بالا و پایین می‌رود و بار مثبتی به دست می‌آورد که به الکترودها منتقل می‌شود تا خروجی الکتریکی بالایی تولید کند.

محققان می گویند: این دستگاه کوچک و سبک وزن به دلیل مکانیزم و طراحی ساده می‌تواند در زندگی روزمره و به‌ عنوان چراغ ایمنی ترافیکی مورد استفاده قرار گیرد.