Pienenergian keruun uusia konsteja

25.02.2014

Tutkijat ovat jo pitkään yrittäneet kerätä pienenergiaa jokapäiväistä kehomme liikkeistä. Kevyillä laitteilla voidaan tuottaa ihmisen matalataajuisista liikkeistä vain hyvin pieniä jännitteitä.

Uusi-Seelantilaisen Aucklandin yliopiston tutkijat ovat rakentaneet keruulaitteen, joka koostuu kehon liikkeissä taipuvista silikonikaistaleista. Kaistale on liitetty muuntajakäämitykseen, jonka sisällä on vahva neodyymimagneetti.

Kun johdin liikkuu magneettikentässä, siihen indusoituu virtaa ja muuntaja nostaa jännitettä. Värähtelevä laite painaa kuitenkin vain muutaman gramman ja tuottaa noin 40 millivoltin jännitteen. Valitettavasti nykyisillä diodeilla on vähintään 200 millivoltin kynnysjännite.

Tutkijat kiersivät ongelman kytkemällä muuntajan kondensaattoriin, johon tuleva jännite varautuu sekunnin murto-osassa ja kun se on täynnä, varaus purkautuu positiivisena pulssina ladattavaan akkuun. Kytkentä toimii tutkijoiden mukaan melkein yhtä hyvin kuin tasasuuntaaja.

Värähtelyenergiaa pietsosienestä

University of Wisconsin-Madisonin, kiinalaisen Sun Yat-sen yliopiston ja University of Minnesota Duluthin tutkijat ovat puolestaan kehittäneet mesohuokoisen PVDF-pietsosähköisen nanogeneraattorin.

Generaattori rakentui, kun tutkijat ujuttivat sinkkioksidin nanohiukkasia PVDF-ohutkalvoon virittämään pietsosähköisen vaiheen muodostumista. Kun nanohiukkaset etsattiin pois kalvosta, syntyi toisiinsa liittyviä mesohuokosia, joiden ansiosta muutoin jäykkä materiaali käyttäytyy kuin sieni.

Sienimäinen materiaali kerää värähtelyenergiaa sitä pienemmistä värähtelyistä mitä pehmeämpää se on. Elektrodeilla varustettu mesohuokoinen polymeerikalvo voidaan liittää tasaisille tai kaareville pinnoille. Värähtelevällä alustalla olevan laitteen oma paino vain tehostaa värähtelymuutoksia ja kalvon tuottamaa sähkötehoa.

Aiheesta aiemmin:

Langattomasti ilman paristoja

08.12.2022Pietsosähköä halliten ja tehostaen
07.12.2022Neljä ulottuvuutta kvanttiviestintään
06.12.2022Akkuelektrodeita kehittäen
05.12.2022Uusi konsepti aurinkokennoille
02.12.2022Monitoimiset metapintojen antennit
01.12.2022Paremmilla transistoreilla vai peräti ilman
30.11.2022Kasvihuonekaasu CO2 akun komponentiksi
29.11.2022Kuitua kvanttiviestinnälle
28.11.2022Älykkäästi reagoivaa materiaalia
25.11.2022Aikalinssi tuottaa ultranopeita pulsseja

Siirry arkistoon »