Электростанции, прощайте: энергию добыли с помощью самых дешевых материалов на Земле (фото)
Ученые из Гамбургского технологического университета (TUHH) обнаружили, что механическая энергия может быть преобразована в электрическую при помощи воды и кремния — самых доступных веществ.
Воду заключают в порах кремния нанометрового размера, которые действуют как активная среда для производства энергии. Метод можно применять в средах с высоким механическим давлением, например, в амортизаторах транспортных средств, пишет interestingengineering.com.
Ученые разработали трибоэлектрический наногенератор интрузии-экструзии (IE-TENG), который использует давление, чтобы заталкивать воду в наноразмерные поры и выталкивать ее из них. Во время этого процесса электрические заряды разделяются на границе раздела стенок пор кремния и жидкости, генерируя электричество.
Когда материалы трутся друг о друга, электроны передаются между поверхностями, создавая статический заряд. Электричество возникает в порах кремния исключительно за счет трения, вызванного давлением и водой. Технология подходит для использования в местах, подверженных высокому механическому давлению, например, в амортизаторах транспортных средств.
"Сочетание нанопористого кремния с водой позволяет создать эффективный, воспроизводимый источник энергии – без экзотических материалов, а просто с использованием самого распространенного полупроводника на Земле, кремния, и самой распространенной жидкости – воды", – сказали изобретатели.
Прототип достиг КПД преобразования энергии в 9% — это самый высокий показатель среди когда-либо зарегистрированных твердожидкостных наногенераторов.
Секрет успеха устройства — в точно контролируемых кремниевых структурах, которые одновременно являются электропроводящими и нанопористыми, но при этом гидрофобными. Технология позволяет точно контролировать движение воды внутри пор и обеспечивает стабильный и масштабируемый процесс преобразования энергии.
Данная технология открывает новые возможности для автономных, не требующих обслуживания сенсорных систем, например, для обнаружения воды, мониторинга спорта и здоровья в умной одежде или тактильной робототехники, где прикосновение или движение напрямую генерируют электрический сигнал.
Ранее мы писали, что солнечные батареи изменятся навсегда. Стартап Relectrify из Мельбурна создала первую в мире "безинверторной" систему хранения энергии AC1 на основе аккумуляторных батарей и готовится ее установливать.