Các nhà nghiên cứu từ Viện vật liệu nano của Clemson (CNI) đang tiến gần hơn một bước tới việc cung cấp năng lượng không dây cho thế giới bằng cách sử dụng điện triboctive, một nguồn năng lượng xanh
Khoảng một năm trước, một nhóm của nhà vật lý tại CNI đã phát minh ra máy phát điện nano ba cực đơn giản (U-TENG). U-TENG làm bằng nhựa và băng là một thiết bị nhỏ tạo ra điện từ chuyển động và rung động. Bằng cách vỗ hoặc chạm vào chân, nó tạo ra điện áp được tiếp nhận bởi mạch bên ngoài và được lưu trữ trong tụ điện hoặc pin cho đến khi được sạc.
Khoảng chín tháng sau, các nhà nghiên cứu đã xuất bản một bài báo trên tạp chí Advanced Energy Materials, trong đó nói rằng họ đã tạo ra TENG không dây hoặc W-TENG. W-TENG cũng được tạo ra bởi các nhà nghiên cứu tương tự của U-TENG. Trong W-TENG, nhựa được thay thế bằng graphene (một lớp chì graphit) và axit polylactic (PLA). PLA tốt hơn trong việc tách điện tích dương và điện tích âm nhưng không dẫn điện, do các nhà nghiên cứu đã ghép nối nó với graphene. Băng Kapton là vật liệu lấy điện của U-TENG được hoán đổi bằng Teflon trong W-TENG.
Sau khi nhận được graphene bằng quy trình “sonication” và sợi PLA và đưa nó vào máy in 3-D, họ đã chế tạo thành công W-TENG.
“Chúng tôi sử dụng Teflon vì nó có nhiều nhóm flo có độ âm điện cao, trong khi graphene-PLA có tính điện động cao. Ramakrishna Podila, tác giả tương ứng của nghiên cứu và là trợ lý giáo sư vật lý tại Clemson, cho biết đó là một cách tốt để đặt cạnh nhau và tạo ra điện áp cao.
W-TENG có thể tạo ra tối đa 3.000 vôn, đủ để cấp nguồn cho 25 ổ cắm tiêu chuẩn hoặc màn hình LCD. Do có điện áp cao, W-TENG tạo ra điện trường xung quanh chính nó mà có thể được cảm nhận không dây. Vì vậy, điện không dây có thể được lưu trữ trong tụ điện và pin.
“Nó không chỉ cung cấp cho bạn năng lượng mà còn có thể sử dụng điện trường như một điều khiển từ xa. Ví dụ: bạn có thể chạm vào W-TENG và sử dụng điện trường của nó làm 'nút' để mở cửa nhà để xe của bạn hoặc bạn có thể kích hoạt hệ thống an ninh - tất cả đều không cần pin, thụ động và không dây, "Sai Sunil Mallineni, tác giả đầu tiên của nghiên cứu và là tiến sĩ. sinh viên vật lý và thiên văn học.
W-TENG có nhiều ứng dụng như trong không gian vũ trụ, giữa đại dương hoặc thậm chí là chiến trường. Podila nói: “Một số quốc gia đang phát triển đòi hỏi rất nhiều năng lượng, mặc dù chúng tôi có thể không có quyền sử dụng pin hoặc ổ cắm điện ở những nơi như vậy, và có mục đích sử dụng từ thiện nhất định cho phát minh của nhóm. “W-TENG có thể là một trong những cách tạo ra năng lượng sạch hơn trong những lĩnh vực này.”
Nhóm của nhà nghiên cứu một lần nữa được hướng dẫn bởi Mallineni, trong quá trình cấp bằng sáng chế cho W-TENG thông qua Quỹ Nghiên cứu Đại học Clemson. Giáo sư Apparao Rao, Giám đốc Viện Vật liệu nano Clemson, đã thảo luận với các đối tác công nghiệp để tích hợp W-TENG vào ứng dụng năng lượng.
Hơn nữa, trước khi bắt đầu sản xuất công nghiệp, Podila cho biết cần phải thực hiện thêm nhiều nghiên cứu để hoán đổi Teflon bằng một vật liệu âm điện thân thiện với môi trường hơn. Yongchang Dong, một sinh viên khác của CNI, đã dẫn đầu công trình chứng minh MXene-TENG được công bố trong một bài báo trên tạp chí Nano Energy gần tháng 11 năm 2017. Herbert Behlow và Sriparna Bhattacharya từ CNI cũng tham gia vào các nghiên cứu này.
Liệu W-TENG có tạo ra tác động trong lĩnh vực năng lượng thay thế, tái tạo không? Rao nói rằng nó sẽ ảnh hưởng đến kinh tế.
“Chúng ta chỉ có thể đưa nó đi xa với tư cách là các nhà khoa học; Rao nói về kinh tế cần phải giải quyết để W-TENG thành công.