Investigadors de l'Institut de Nanomaterials de Clemson (CNI) estan un pas més cap a l'alimentació sense fils del món mitjançant la triboelectricitat, una font d'energia verda
Fa aproximadament un any, un equip de físics del CNI va inventar el nanogenerador triboelèctric ultra-senzill (U-TENG). U-TENG de plàstic i cinta adhesiva és un petit dispositiu que genera electricitat a partir del moviment i la vibració. En picar o tocar els peus, es genera una tensió que rep un circuit extern i s’emmagatzema al condensador o a la bateria fins que es carrega.
Uns nou mesos més tard, els investigadors van publicar un article a la revista Advanced Energy Materials, on es deia que fabricaven un TENG o W-TENG sense fils. El W-TENG també el fabriquen els mateixos investigadors d’U-TENG. A W-TENG, el plàstic es substitueix per grafè (una sola capa de plom de grafit) i àcid polilàctic (PLA). El PLA és millor en separar les càrregues positives i negatives, però no en la conducció d’electricitat, perquè els investigadors l’han emparellat amb grafè. La cinta Kapton, que és el material que agafa l’electricitat de l’U-TENG, es canvia amb el tefló en W-TENG.
Després d’obtenir grafè pel procés de “sonicació” i fibra PLA i omplir-lo en una impressora 3D, van fabricar amb èxit el W-TENG.
“Utilitzem tefló perquè té molts grups de fluor que són altament electronegatius, mentre que el grafè-PLA és altament electropositiu. Aquesta és una bona manera de juxtaposar-se i crear altes tensions ”, va dir Ramakrishna Podila, autor corresponent de l'estudi i professor assistent de física a Clemson.
W-TENG és capaç de generar un màxim de 3.000 volts, suficient per alimentar 25 preses estàndard o un monitor LCD. A causa de l’alta tensió, W-TENG genera un camp elèctric al seu voltant que es pot detectar sense fils. Per tant, l’electricitat sense fils es pot emmagatzemar en condensadors i bateries.
“No només pot donar-vos energia, sinó que també podeu utilitzar el camp elèctric com a comandament a distància. Per exemple, podeu tocar el W-TENG i utilitzar el seu camp elèctric com a "botó" per obrir la porta del garatge o podeu activar un sistema de seguretat, tot sense bateria, de forma passiva i sense fils ", va dir Sai Sunil Mallineni, el primer autor de l'estudi i doctorat. estudiant de física i astronomia.
W-TENG té aplicacions abundants com a l’espai exterior, al mig de l’oceà o fins i tot al camp de batalla. "Diversos països en desenvolupament requereixen molta energia, tot i que és possible que no tinguem accés a bateries o preses de corrent en aquests entorns, i hi ha un ús filantròpic definit per a la invenció de l'equip", va dir Podila. "El W-TENG podria ser una de les formes més netes de generar energia en aquestes zones".
L'equip d'investigació torna a ser guiat per Mallineni, en el procés de patentar el W-TENG a través de la Clemson University Research Foundation. El professor Apparao Rao, director del Clemson Nanomaterials Institute, va discutir amb socis industrials per integrar el W-TENG a l’aplicació energètica.
A més, abans d’iniciar la producció industrial, Podila va dir que cal fer més investigacions per canviar el tefló amb un material electronegatiu més ecològic. Yongchang Dong, un altre estudiant de CNI, va dirigir el treball sobre la demostració de MXene-TENG que es va publicar en un article a la revista Nano Energy prop de novembre de 2017. Herbert Behlow i Sriparna Bhattacharya de CNI també van repartir aquests estudis.
El W-TENG impactarà en l’àmbit de les energies alternatives i renovables? Rao va dir que es reduirà a l'economia.
“Només ho podem portar fins ara com a científics; l'economia ha de funcionar perquè el W-TENG tingui èxit ", va dir Rao.