Pienenergian keruun uusia konsteja

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