Sadece Kıpırdayarak Teknolojik Cihazını Şarj Et

Georgia Teknoloji Enstitüsü triboelektrik etkisiyle küçük miktarlarda elektrik üreten taşınabilir cihazlar ve sensörler için bir güç jeneratörü geliştiriyor. Profesör Zhong Lin Wang cihazları geliştirmede bir grup araştırmacıya önderlik ediyor.

A- A+

08.05.2014 tarihli yazı 12254 kez okunmuştur.

Zhong Lin Wang yere bir ayak vuruşuyla batarya ve elektrik teli olmadan binlerce Led ampulünü aydınlatıyor. Akım temelde aynı kaynaktan geliyor, kuru ve soğuk bir günde odadaki halının bir köşesine yürüdüğünüzde parmak ucunuzdan kapı tokmağına geçen bir kıvılcım gibi. Wang ve onun araştırma ekibi bu gücü toplayıp onu çalıştırmayı keşfetti.

Georgia Teknoloji Enstitüsünde’ki malzeme ve mühendislik bilimleri dalındaki Profesör Wang teknik olarak bilinen triboelektriği iki farklı maddenin sürtünmesi veya dokunmasıyla beklenmedik miktarlarda elektrik gücü yaratmak için kullanıyor. Wang bu buluşun sensörler ve akıllı telefonlar gibi taşınabilir cihazlara güç üretmek için yeni bir yol sağlayacağına inanıyor. Bunun dışında kendi kendine güç üreten sensör, hareket, rüzgar esintisi, titreşim, okyanus dalgaları, yağmur damlalarının düşüşü hatta hareket eden araçlardan enerji elde edip enerji talebini karşılamayı düşünüyor.

►İlginizi Çekebilir : Sanal Gerçeklikte Bir Adım Öteye | Project Morpheus

Araştırma National Science Foundation, U.S. Department of Energy, Japonya’daki National Materials , Kore’deki Samsung şirketi, Çin Akademi Bilimleri gibi çeşitli sponsorlar tarafından destekleniyor. Ayrıca çalışmalar ACS Nano, Advanced Materials, Angewandte Chemie, Energy ve Environmental Sciences, Nano Energy and Nano Letters vb. dergiler tarafından bir süre önce yayımlandı. “Biz taşınabilir gücü bugünün cep telefonları ve mobil cihaz uygulamaları için küçük miktarlarda dağıtabiliyoruz” diye açıklıyor Wang “Bu geliştirilen enerji kaynağı her türlü hareketten güç depoluyor”.

En basit haliyle, triboelektrik jeneratörü aynı maddeden iki levha kullanıyor, biri elektron vericisi diğeri bir elektron alıcısı. Maddeler temas halinde olduğunda, elektronlar bir maddeden diğerine gidiyor. Eğer levhalar birbirinden ayrılırsa onların arasındaki aralıktan ayrılan bir elektron yükü yakalanıyor. Eğer bir elektron yükü iki yüzeyin dış kenarına yerleşmiş iki elektrota bağlanıyorsa yüklerin eşit duruma gelmesi için küçük bir akım akıyor.

Devamlı olarak tekrarlayan bu süreçte, alternatif akım üretilebiliyor. Levhalar ayrılmadan önce sürtünmüşse - ortak özelliğin en fazla olduğu ucuz esnek polimerler kullanılıyor malzeme olarak – maddeler bir değişim içinde akım üretiyor. Böylece jeneratörlerin DC akım üretimi başlıyor.

►İlginizi Çekebilir: Japonyo Uzaya Güneş Tarlası Kuracak

“Gerçekte triboelektriklenme sayesinde bir elektrik akımı üretilebilir.” şeklinde açıklıyor Wang. Araştırmanın ilk yayımlanmasından beri, Wang ve araştırma ekibi triboelektrik jeneratör güç üretim yoğunluğunu 100.000 kat artırdı. Maddenin bir metre karesinde 300 Watt civarında elektrik üretilebiliyor. Araştırmacılar enerji alanını daha da genişletiyor.Onlar kullanılmış mikro ölçekli modellerden polimer levhalara dış güç artırımını uyguluyor, modeller etkili bir şekilde alanla ilişkiyi artırıyor ve böylece güç transferi etkisini artırıyor.

Wang ve ekibi triboelektirk etkisinin güç üretim potansiyelini, farklı bir teknoloji kullanan piezoelektrik jenatörleri çalıştırırken tesadüfen keşfetti. Bir piezoelektrikten çıkan çıkış gücü düşünülenden daha uzundu ve yüksek çıkış gücünün sebebi iki polimer yüzeyin sürtünmesine izin veren işlemdi. 2012 de triboelektrik jeneratörünün altı aylık gelişim süreci ilk kez yayımlandı.

“İki madde fiziksel olarak temasa geçtiğinde, triboelektrifikasyon olur” şeklinde açıklıyor Wang. “Onlar birbirinden ayrıldığında bir boşluk mesafesi yaratılır. Bölgesel yüklemeyi eşit duruma getirmek için, elektronlar akar. Sürpriz bir şekilde yüksek voltaj elde edilir ve akım buradan akar. Şimdi biz triboelektrik jeneratörlerinin dört temel modunu keşfettik.”

Bu sayede sular arasındaki iletimden de akım üretebiliyor -deniz suyu, musluk suyu ve hatta damıtılmış su ve modellenmiş polimer alan-. Onların son haberi, laptop tuşuna dokunarak depolanan enerji konusu, ACS Nano’da Kasımda yayımlandı.

Araştırmacılar şimdi polimer, kumaş ve hatta kağıt içeren maddelerin geniş bir kısmını kullanıyor. Maddeler pahalı değil ve geri dönüştürülen içecek şişeleri gibi kaynaklar içerebiliyor. Jeneratörler içten görünüşe yakın polimerlerden elde ediliyor, onların kullanımına izin veren dokunma platformları ve ekranları sayesinde.Kullanılan güç kaynağının ötesinde, Wang bir güç kaynağı girişi olmaksızın algılama için triboelektrik etkisi kullanıyor.

“Eğer bu jeneratörlere bir mekanik kuvvet uygulanırsa, onlar bir elektrik akımı ve voltaj üretecek.” “Biz bu akımı ve voltajı elektrik sinyalini saptamak için mekanik tahrik alanını kullanarak ölçebiliriz. Bu tür sensörler trafik, güvenlik, çevre bilimi, sağlık ve altyapı tesislerinde kullanılabilir.

Gelecek zamanlarda, Wang ve onun araştırma ekibi jeneratör çalışmasına devam etmek istiyor ve sensörlerin çıkış gücü ve yoğunluğunu geliştirmek istiyor. Bu uygulamayla malzeme boyutu artabilir ve çok yönlü çizgiler güç çıkışını destekleyebilir.

Kaynak:

►news.gatech.edu