A dél-karolinai Clemson Nanoanyagok Intézet kutatói 3D nyomtatással állítottak elő mozgásokból és rezgésekből elektromosságot termelő vezeték nélküli triboelektromos nanogenerátort. (A görög „tribó” szó dörzsölést jelent – különböző anyagú tárgyakat összedörzsölve, az egyik általában pozitív, a másik negatív töltésűvé válik. Lényeg, hogy ezek a tárgyak nagy felületen érintkeznek, és így választhatók szét a töltések.)
A triboelektromosság zöld energiaforrás, amellyel a kutatók szerint bolygónkat is ellátható árammal. Egyszerű generátoruk első változata ellentétes tulajdonságú matériákból, műanyagból és szalagokból készült. Az együttesen generált feszültségnél az elektronok ellentétes töltésűek.
A kutatók által tavaly fejlesztett generátor lábak összekoccintásakor, vagy talpunkkal a talajt „döngetve” hoz létre elektromosságot, majd az energiát elembe vagy kondenzátorba továbbítja tárolás céljából.
Idén továbbfejlesztették, hogy hasznosabb legyen. Most már vezeték nélküli, műanyag-részeit pedig grafénből és PLA-ből álló többrészes rostra cserélték. Az elektronok megfogására használt Kapton szalagot teflonszalagra cserélték.
A legizgalmasabb rész a grefén-PLA rost. A grafént eleve rendkívül nehéz módosítani, tehát a kutatóknak speciális eljárást – nagyfrekvenciájú hanghullámokat – kellett használniuk, hogy rétegekre bontsák. A 3DP világban jól ismert PLA pedig a nyomtathatósághoz kellett.
Az új W-TENG generátor maximum 3000 voltot generál; ez a mennyiség 25 szabvány elektromos konnektorra elég. Mivel a feszültség nagyon magas, a W-TENG vezeték nélkül is érzékelhető elektromos mezőt generál, ami „kettő az egyben” megoldás, áramforrás és elektronikus eszköz.
„Nemcsak energiával lát el, hanem az elektromos mező távolról is aktiválható. Például megkocogtatjuk a generátort, amire kinyitja a garázsajtót, vagy aktiváljuk a biztonsági rendszert. Mindezt passzívan, elemek és vezeték nélkül teszi” – magyarázza Sunil Mallineni, a fejlesztést ismertető tanulmány elsőszámú szerzője.
A generátor világűrben, óceán közepén, katasztrófa sújtotta területeken, fejlődő országokban, de olyan hadászati esetekben is használható, amikor alacsony az áramellátás.
Az Intézet a nanogenerátor szabadalmaztatásán dolgozik.
