Исследователи из Университета штата Северная Каролина создали мягкое и эластичное устройство, которое преобразует движение в электричество и может работать во влажной среде.
«Механическая энергия — например, кинетическая энергия ветра, волн, движения тела и вибрации двигателей — в изобилии», — говорит Майкл Дики, автор статьи о работе и профессор химической и биомолекулярной инженерии Камиллы и Генри Дрейфуса в Северной Каролине. Состояние. «Мы создали устройство, которое может превращать этот тип механического движения в электричество . И одним из его замечательных свойств является то, что оно отлично работает под водой».
Сердце устройства — это жидкий металлический сплав галлия и индия. Сплав заключен в гидрогель — мягкий эластичный полимер.
Вода в гидрогеле содержит растворенные соли, называемые ионами. Ионы собираются на поверхности металла, что может вызвать заряд в металле. Увеличение площади металла обеспечивает большую поверхность для притяжения заряда. Это генерирует электричество, которое улавливается проводом, прикрепленным к устройству.
«Поскольку устройство мягкое, любое механическое движение может вызвать его деформацию, включая сжатие, растяжение и скручивание», — говорит Дики. «Это делает его универсальным для сбора механической энергии . Например, гидрогель достаточно эластичен, чтобы его можно было растянуть в пять раз по сравнению с исходной длиной».
В ходе экспериментов исследователи обнаружили, что деформация устройства всего на несколько миллиметров создает плотность мощности примерно 0,5 мВт / м 2 . Это количество электричества сопоставимо с несколькими популярными классами технологий сбора энергии .
«Однако другие технологии не работают, если вообще работают во влажной среде», — говорит Дики. «Эта уникальная функция может сделать возможным применение в различных областях, начиная с биомедицинских и заканчивая спортивной одеждой и морской средой. Кроме того, устройство достаточно простое в изготовлении.
«Есть способ увеличить мощность , поэтому мы считаем описанную здесь работу демонстрацией концепции».
У исследователей уже есть два связанных проекта.
Один проект направлен на использование этой технологии для питания носимых устройств за счет увеличения выходной мощности устройства. Второй проект оценивает, как эту технологию можно использовать для получения энергии волн океана.
Дополнительная информация: Виенасри Валлем и др., Двухслойный электрический комбайн с переменной площадью поверхности, Advanced Materials (2021). DOI: 10.1002 / adma.202103142
Фото предоставлено: Винасри Валлем.
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК