Systém premieňa mechanickú energiu na elektrinu prostredníctvom trenia vody.
Nový spôsob výroby elektriny pomocou vody a tlaku využíva silu trenia v najmenších póroch kremíka. Zdroj: iStock/Artit_Wongpradu
Výskumníci v Nemecku vyvinuli nový spôsob výroby elektriny pomocou vody a tlaku využitím sily trenia v najmenších póroch kremíka, druhého najrozšírenejšieho prvku na Zemi. Vedci z Technickej univerzity v Hamburgu a z výskumného inštitútu Nemecký elektrónový synchrotrón (Deutsches Elektronen-Synchrotron, DESY), jedného z popredných svetových centier pre urýchľovače častíc, zistili, že mechanická energia sa môže premeniť na elektrickú energiu prostredníctvom trenia.
Nový proces funguje na základe vody uzavretej v nanometrových póroch kremíka, ktoré pôsobia ako aktívne médium na výrobu energie. Podľa výskumníkov by sa systém mohol aplikovať v prostrediach s vysokým mechanickým tlakom, ako sú napríklad tlmiče nárazov vozidiel.
„Dokonca aj čistá voda, keď je obmedzená na nanoúrovni, umožňuje premenu vody na energiu,“ uviedol nemecký fyzik Patrick Huber, profesor z Inštitútu pre materiály a röntgenovú fyziku Technickej univerzity v Hamburgu.
Elektrina iba za pomoci kremíka a vody
Pri trení materiálov o seba, napríklad pri chôdzi po PVC koberci a dotyku kovovej kľučky, dochádza k prenosu elektrónov medzi povrchmi, čím sa vytvára statický náboj, ktorý sa premieňa na malý elektrický výboj. Nový proces kopíruje tento efekt, ale využíva ho kontrolovaným, účinným a nepretržitým spôsobom na výrobu elektriny.
„Kombinácia nanopórovitého kremíka s vodou umožňuje vytvoriť účinný a reprodukovateľný zdroj energie, bez exotických materiálov, len s použitím najrozšírenejšieho polovodiča na Zemi, kremíka, a najrozšírenejšej kvapaliny, vody,“ prezradil doktor Luis Bartolomé, výskumný pracovník španielskych spoločností CIC EnergiGUNE a DESY.
Podľa výskumníkov spočíva sila prototypu v jeho jednoduchosti – zariadenie využíva len kremík a vodu, čím sa vyhýba akýmkoľvek vzácnym alebo nebezpečným materiálom. „Rozhodujúcim faktorom bol vývoj presne riadených kremíkových štruktúr, ktoré sú elektricky vodivé a zároveň nanopórovité, ale hydrofóbne,“ uviedol doktor Manuel Brinker, profesor z Ústavu materiálov a röntgenovej fyziky TUHH.
Zdôraznil, že táto technológia umožňuje presné riadenie pohybu vody v póroch a zabezpečuje stabilný a škálovateľný proces premeny energie.
Tím sa domnieva, že táto technológia otvára nové možnosti pre autonómne, bezúdržbové senzorové systémy, napríklad pri detekcii vody, pri športe a monitorovaní zdravia v inteligentných odevoch alebo v haptickej robotike, kde dotyk alebo pohyb priamo generuje elektrický signál.
„Materiály poháňané vodou znamenajú začiatok novej generácie sebestačných technológií,“ uzatvárajú v tlačovej správe doktor Simone Meloni z Univerzity vo Ferrare v Taliansku a doktor Yaroslav Grosu z CIC EnergiGUNE, obaja korešpondujúci autori štúdie, ktorá bola zverejnená v žurnále Nano Energy.
Zdroj: Interesting Engineering
(RR)
