Kasvinsiemenistä biologisia pietsogeneraattoreita

Näin rairuohon kylvön aikoihin ja kasvikannan alkaessa kukoistamaan voi johdattaa ajatukset siihen miten kasvikunnasta saadaan sähköä.

Erityisesti puettavan elektroniikan, pehmeän robotiikan ja lääketieteellisten bioimplanttien kehitys riippuu ensisijaisesti itsenäisten, bioyhteensopivien ja joustavien omavoimaisten energialähteiden kehityksestä.

Tällä hetkellä näiden laitteiden tehonlähteenä käytetään epäorgaanisia pietsosähköisiä nanoenergiageneraattoreita, ja ne ovat herättäneet huolta myrkyllisyydestä, ei-bioyhteensopivuudesta ja ekologisesta saastumisesta.

Indian Institute of Technology tutkijoiden tekemä tutkimus esittelee nieltävän bioperäinen Mimosa Pudica Linn (MPL) –siemeneen perustuvan biohydrogeelin pietsosähköisenä nanoenergian generaattorina sekä pietsoerottimena itseladattavalle joustavalle superkondensaattorille.

Tyypillisesti pietsosähköiset laitteet rakennetaan myrkkyjä sisältävistä materiaaleista.

Heidän ehdottamansa laite, joka esiteltiin Chemical Engineering Journalissa julkaistussa artikkelissa, todettiin saavuttavan merkittäviä tehokkuuksia, mutta sillä on myös pienempi haitallinen vaikutus ympäristöön.

Kehitetyllä MSPEG-laitteella on korkeat pietsosähköiset kertoimet (24 pC/N), lähtöjännite (13,5 V), pietsovirta (2,98 μA), tehotiheys (4,96 μW/cm2 ) ja 40,2 % mekaanisen sähköenergian muunnostehokkuus, mikä tekee siitä lupaavan ratkaisun

SCS-laite käytti pelkistettyyn grafeenioksidiin (RGO)/Ni-seostettuun sinkkitinaoksidiin (NiZTO) perustuvia elektrodeja, joiden ominaiskapasitanssi on vahva ∼ 509 F/g. Lisäksi 87,5 % kapasitiivisista varauspidoista säilyy 6 000:n lataus-purkaus potentiaalijakson jälkeen 0,9 voltin tasolla.

Vaikuttavalla energiatiheydellä 125,4 Wh/kg tehotiheydellä 1200 W/kg SCS-laite synkronoi tehokkaasti energian tuotanto- ja varastointiominaisuudet ja osoittaa itselatautuvan jännitteen noin 430 mV 180 sekuntisen dynaamisen sormipainelun jälkeen.

Aiheesta aiemmin:

Pehmeitä ferrosähköistä ja puolijohteisia muoveja

Pyrosähköä viruksista