Maži statinės elektros generatoriai gali gaminti energiją iš bangų

Sumanus būdas sujungti daugybę nanogeneratorių, kurie naudoja statinę elektrą srovei generuoti, gali atverti naujos rūšies bangų galią

Technologijos


2022 m. rugsėjo 16 d

Dūžtančių bangų paveikslas

Bangų energija yra didžiulis potencialus švarus elektros energijos šaltinis

Cavan Images / Alamy

Bangų galią gali padidinti mažyčiai generatoriai, kurie remiasi reiškiniu, vadinamu triboelektriniu efektu. Kinijos komanda pristatė dizainą, kuris padvigubina ankstesnį energijos, pagamintos naudojant šią technologiją, tūrį.

Skirtingai nuo vėjo ir saulės energijos, didelės išlaidos vis dar trukdo bangų energijai pakilti. Esamos sistemos generuoja energiją, kai bangos judėjimas skatina elektromagnetinę indukciją, dėl kurios magnetai juda per ritinius, tačiau jie yra sunkūs, brangūs ir neefektyvūs. Joao Ventura Porto universitete Portugalijoje.

„Ventura“ grupė ir kiti bando sukurti bangų energijos sistemas, kurios fiksuotų energiją išnaudodamos statinės elektros kaupimąsi, kai skirtingos medžiagos trinasi, kaip balionas į plaukus. Šis reiškinys žinomas kaip triboelektrinis efektas, o susidariusios statinės elektros iškrova gali generuoti srovę.

Daugelis komandų kuria technologiją, skirtą mažo masto programoms, pvz., maitinti širdies stimuliatorius arba generuoti elektros energiją judant kojinėms ar kuprinėms, tačiau iki šiol jokie prietaisai su triboelektriniais nanogeneratoriais nebuvo parduodami.

Kadangi kiekvieno nanogeneratoriaus generuojama srovė yra maža, bangų galiai siekiama tūkstančius triboelektrinių nanogeneratorių sujungti į ilgas grandines, sujungtas lanksčiomis jungtimis. Šiuo metu daugelis bangų galios modelių susideda iš sferų, besisukančių kiekvieno nanogeneratoriaus viduje.

Dabar Pekino nanoenergijos ir nanosistemų instituto Kinijoje vadovaujama Zhong Lin Wang komanda, kuri 2012 m. sukūrė pirmąjį veikiantį triboelektrinį nanogeneratorių, sukūrė bangų galios dizainą, kurį sudaro spyruoklinė ritė cilindre. Kai cilindras sūpuoja pirmyn ir atgal bangomis, skirtingos spiralės dalys susiliečia ir atsiskiria, sukurdamos srovę.

Laboratorinių bandymų metu šis prietaisas pagamino iki 347 vatų galios vienam kubiniam metrui, dvigubai daugiau nei anksčiau pasiekta geriausia ir iki 30 kartų daugiau nei kitų triboelektrinių konstrukcijų.

„Grupė pasiekė reikšmingą proveržį kurdama naują triboelektrinę struktūrą, užtikrinančią didelį galios tankį“, – sako Ventura, kuris nedalyvavo tyrime.

Jis sako, kad naudojant triboelektrinius nanogeneratorius, energijai gaminti naudojama struktūra paprastai yra daug didesnė nei plonas triboelektrikų sluoksnis. „Jei galite supakuoti daugiau toje pačioje erdvėje, gausite didelių pranašumų.

Šis darbas įveikia kai kurias pagrindines kliūtis, trukdančias naudoti triboelektrinius nanogeneratorius bangų energijai surinkti, sako Ventura.

Tačiau bangų energijos pradininkas Stephenas Salteris iš Edinburgo universiteto, JK, nėra įsitikinęs, kad triboelektriniai nanogeneratoriai gali pranokti įprastus dizainus, tokius kaip Pelamis sistema. Be to, kadangi procesas apima trintį, susidėvėjimas bus problema, sako Salter, o komanda nenurodo, kaip tai spręs.

Žurnalo nuoroda: Viena Žemė, DOI: 10.1016/j.oneear.2022.08.013

Daugiau šiomis temomis:

.

Leave a Comment

Your email address will not be published.