تولید برق از نوار چسب دو طرفه خریداری شده در فروشگاه

21 نوامبر 2022 – توسط انجمن شیمی آمریکا-این نانو ژنراتور مبتنی بر نوار چسب می تواند چندین صد LED را روشن کند. اعتبار: ACS Omega (2022). DOI:

همراه با دمای شدیدا سرد، زمستان معمولاً هوای خشک و گاه گاه الکتریسیته ساکن را به همراه دارد. این شوک‌ها ممکن است آزاردهنده باشند، اما محققان در تلاش هستند تا انرژی تلف شده را با نانو ژنراتورهای تریبوالکتریک (TENG) برای تامین انرژی دستگاه‌های روزمره مهار کنند.

اکنون، در ACS Omega، یک تیم روشی آسان برای تولید این ژنراتورهای کوچک از موادی به سادگی مانند نوار چسب دو طرفه که در فروشگاه خریداری شده است، توصیف می‌کنند که چگالی انرژی بالاتری نسبت به نسخه‌های گزارش‌شده قبلی دارد.

TENG ها می توانند انرژی مکانیکی را از طریق اثر تریبوالکتریک، که نوعی الکتریسیته ساکن است، به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. اما به جای اینکه این استاتیک به یک شوک تبدیل شود، این نانو ژنراتورها آن را از طریق مداری برای تغذیه یک دستگاه مانند LED می فرستند.

اگرچه بر اساس اصول ساده، بسیاری از دستگاه های TENG پیچیده و گران هستند و تنها چند وات توان تولید می کنند.

تحقیقات قبلی نشان داده است که TENG های ساده شده را می توان با ترکیبی از نوار، پلاستیک و فلز ساخت، اما چگالی توان کم آنها مانع از استفاده آنها در کاربردهای عملی شده است. بنابراین، گانگ وانگ و همکارانش می‌خواستند یک TENG ساده و بدون پیچیدگی طراحی کنند که به همان اندازه طرح‌های پیچیده‌تر کار کند.

محققان یک TENG با لایه‌هایی از نوار چسب دو طرفه خریداری شده در فروشگاه و فیلم پلاستیکی که با ورقه نازکی از فلز آلومینیوم پوشانده شده بود، ایجاد کردند. هنگامی که این دو لایه به هم فشرده شدند و سپس از یکدیگر جدا شدند، جرقه کوچکی بین آنها ایجاد شد. اگر فشار بیشتری به لایه ها وارد شود، می توانند قدرت بیشتری تولید کنند.

در واقع، TENG قادر به تولید چگالی توان مطابق با سایر نسخه‌های پیچیده‌تر بود. به گفته محققان، یک نسخه دو الکترود این دستگاه حتی می‌تواند چگالی توان 169.6 وات بر متر مربع تولید کند که 47 درصد بیشتر از آنچه قبلا برای سایر دستگاه‌ها گزارش شده بود.

در یک سری آزمایشات، تیم TENG را با سرعت بالا انجام داد. هنگامی که ژنراتور به مجموعه ای از ال ای دی ها متصل می شود، زمانی که فردی لایه ها را فشار می داد، می توانست بیش از 400 چراغ را به طور همزمان روشن کند.

چسباندن TENG به پایین کفش می تواند LED ها را با قدرت یک گام ساده روشن کند. علاوه بر این، ژنراتور می تواند یک دیود لیزری را تغذیه کند که می تواند راه را برای استفاده در حسگرها و الکترونیک مبتنی بر نور هموار کند.

محققان می‌گویند که این طراحی ژنراتور می‌تواند به برآورده کردن نیازهای انرژی بیشتر برای وسایل الکترونیکی خود تغذیه با مواد ساده‌تر و ارزان‌تر کمک کند.