Elektros energija iš trinties generatorių

tribo.preview

Džordžijos technologijos instituto (JAV) tyrėjai nutarė pamėginti praktiškai panaudoti elektros energiją, vadinamą trynimo elektra, arba triboelektra, kuri gali sukurti visai nemažą elektros kiekį, trinant ar liečiant dvi skirtingas medžiagas.

Tai gali padėti sukurti naujus maitinimo šaltinius mobiliesiems įrenginiams iš tokių šaltinių, kaip vaikščiojimas, vibracijos, vandenyno bangos, vėjo pūtimas ar net važiuojantys automobiliai.

Be energijos generavimo, ši technologija taip pat galėtų sukurti jutiklius, leidžiančius aptikti vibracijas, judėjimą, vandens nutekėjimą,  ar lietų.

Vos vienu kojos paspaudimo galima įžiebti šimtus LED lempučių – be jokio kito maitinimo šaltinio. Ši elektros energija yra statinė – tokia pati, kuri gali sukelti kibirkštį, pavaikščiojus vilnoniu kilimu ir po to ranka prilietus durų rankeną.

Pats paprasčiausias triboelekrtinis generatorius turi du skirtingų medžiagų lakštus. Kai medžiagos yra suliestos, elektronų srautas pereina iš vienos medžiagos į kitą. Jei tuomet lakštai atskiriami, vienas jų turės neigiamą krūvį, o tarp jų atsiras įtampa. Jei prie elektrodų, esančių šių lakštų išorinėse pusėse, prijungtume elektros apkrovą, pradės tekėti silpna srovė, kuri išlygins medžiagų krūvį.
Nuolat kartojant šį procesą, gali būti pagaminta kintamoji srovė.

tribo.preview
Paveikslėlyje: kaip galima pagaminti elektros energijos, trinant dvi medžiagas ir po to jas atitraukiant viena nuo kitos.

Toks generatorius gali paversti vibracijų ar kitą atsitiktinę mechaninę energiją iš aplinkos į elektros energiją.

Tyrėjų grupė nuo savo pirmųjų eksperimentų pradžios sugebėjo padidinti išgaunamos energijos tankį net šimtą tūkstančių kartų, iki 300 vatų iš kvadratinio metro, panaudodami mikroninio storio polimerų lakštus su raštais, padidinančiais sąlyčio plotą ir efektyviai atskiriančiais medžiagas.

Įdomu, kad tyrėjai atkreipė dėmesį į triboelektros potencialą, dirbdami su pjezoelektriniais generatoriais. Vienas iš tokių pjezoelektrinių generatorių gamino gerokai didesnę elektros srovę, ir ištyrus paaiškėjo, kad jis buvo neteisingai surinktas ir jame trynėsi du polimeriniai paviršiai.

Pats paprasčiausias triboelekrtinis generatorius turi du skirtingų medžiagų lakštus. Kai medžiagos yra suliestos, elektronų srautas pereina iš vienos medžiagos į kitą. Jei tuomet lakštai atskiriami, vienas jų turės neigiamą krūvį, o tarp jų atsiras įtampa. Jei prie elektrodų, esančių šių lakštų išorinėse pusėse, prijungtume elektros apkrovą, pradės tekėti silpna srovė, kuri išlygins medžiagų krūvį.
Nuolat kartojant šį procesą, gali būti pagaminta kintamoji srovė.

Toks generatorius gali paversti vibracijų ar kitą atsitiktinę mechaninę energiją iš aplinkos į elektros energiją.
Vaizdo medžiaga čia
Tyrėjų grupė nuo savo pirmųjų eksperimentų pradžios sugebėjo padidinti išgaunamos energijos tankį net šimtą tūkstančių kartų, iki 300 vatų iš kvadratinio metro, panaudodami mikroninio storio polimerų lakštus su raštais, padidinančiais sąlyčio plotą ir efektyviai atskiriančiais medžiagas.
Įdomu, kad tyrėjai atkreipė dėmesį į triboelektros potencialą, dirbdami su pjezoelektriniais generatoriais. Vienas iš tokių pjezoelektrinių generatorių gamino gerokai didesnę elektros srovę, ir ištyrus paaiškėjo, kad jis buvo neteisingai surinktas ir jame trynėsi du polimeriniai paviršiai.

Šį reiškinį pritaikius automobilių stabdžiams, galima (miesto sąlygomis, kur dažni stabdymai-pagreitėjimai) sukauptą stabdymo energiją panaudoti pajudant iš vietos. Vikas priklausytų nuo to, ar pakankamas mechaninės energijos virtimo į elektrostatinę efektyvumas.

Skaityti daugiau čia