U svijetu kojem je potrebna čista energija, inženjeri su stvorili novi materijal koji pretvara jednostavne mehaničke vibracije svuda oko nas u električnu energiju za napajanje senzora u svemu, od srčanih pacemakera do svemirskih letjelica.
Ovaj produkt je prvi takve vrste i rezultat je desetljeća rada istraživača sa Univerziteta Waterloo i Univerziteta u Torontu. Novi sistem generiranja energije je kompaktan, pouzdan, jeftin i vrlo, vrlo ekološki prihvatljiv.
Sistem koji su Asif Khan, ko-autor studije objavljene u Nature Communications, i njegove kolege razvili temelji se na piezoelektričnom efektu, koji stvara električnu struju primjenom pritiska, npr. mehaničkih vibracija, na odgovarajuću tvar.
Efekat je otkriven 1880. godine i od tada se ograničen broj piezoelektričnih materijala, poput kvarca i Rochelle soli, koristi u tehnologijama koje se kreću od sonara i ultrazvučnog snimanja do mikrovalnih uređaja.
Do sada je bio problem u tome što su tradicionalni piezoelektrični materijali koji se koriste u komercijalnim uređajima imali ograničen kapacitet za proizvodnju električne energije. Također, često koriste olovo, koje Khan opisuje kao “štetno za okoliš i ljudsko zdravlje”.
Istraživači su riješili oba problema
Prvo su napravili veliki pojedinačni kristal molekularnog spoja metal-halida koji se zove edabco bakrov hlorid koristeći Jahn-Tellerov efekat, dobro poznati hemijski koncept povezan sa spontanim geometrijskim iskrivljenjem kristalnog polja.
Zatim su taj visoko piezoelektrični materijal koristili za izradu nanogeneratora “s rekordnom gustoćom snage koji može sakupljati sićušne mehaničke vibracije u svim dinamičkim okolnostima, od ljudskog kretanja do automobilskih vozila” u procesu koji ne zahtijeva niti olovo niti neobnovljivu energiju.
Nanogenerator je sićušan, 2,5 kvadratna centimetra, i otprilike debljine vizitke i mogao bi se praktično koristiti u bezbrojnim situacijama. Ima potencijal za napajanje senzora u širokom nizu elektroničkih uređaja, uključujući milijarde uređaja potrebne za Internet stvari – rastuću globalnu mrežu objekata u koje su ugrađeni senzori i softver koji se povezuju i razmjenjuju podatke s drugim uređajima.
Dr. Dayan Ban, istraživač na Waterloo institutu za nanotehnologiju, rekao je da bi u budućnosti vibracije aviona mogle pokretati njegove senzorne sisteme za praćenje ili bi otkucaji srca osobe mogli napajati njegov ili njen pacemaker.
Izvor: ScienceDaily
Prevod: AbrašMEDIA