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Nanogeneratoren zum Laden tragbarer Geräte

 

Ein Team von Ingenieuren mehrerer Universitäten hat etwas entwickelt, das in Zukunft dazu beitragen wird, das Problem der späten Entladung von Batterien aus tragbaren elektronischen Geräten wie Mobiltelefonen, Smartphones, Tablets und anderen zu lösen. Geräte können unterwegs buchstäblich aufgeladen werden, sodass keine Verbindung über ein elektrisches Kabel mit einer Steckdose verbunden werden muss.

Xudong Wang

Nano-Generatoren, die direkt in das Gehäuse oder in ein mobiles Gerät eingebaut sind, sammeln und wandeln die Schwingungsenergie einer Oberfläche wie des Beifahrersitzes eines fahrenden Autos in Elektrizität um und laden den Akku eines mobilen Geräts wie eines Smartphones auf.

Xudong Wang, außerordentlicher Professor für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik an der Universität von Wisconsin in Madison, glaubt, dass die Entwicklung dieser Idee zur Schaffung einer selbstladenden persönlichen Elektronik führen wird.

Xudong Wang mit seinem Schüler Yanchao Mao

Xudong Wang beschrieb zusammen mit seinem Studenten Yanchao Mao und Co-Autoren der Sun Yat-sen-Universität in China und der Universität von Minnesota in Duluth, USA, ihre Erfindung - mesoporös piezoelektrischer Nanogenerator, in einem Artikel für das Advanced Energy Materials Magazin am 27. Januar 2014.

Experimente mit einem Nanogenerator

Der Nanogenerator verwendet grundsätzlich ein piezoelektrisches Polymermaterial namens PVDF (Polyvinylidenfluorid). Piezoelektrische Materialien sind von Natur aus in der Lage, durch mechanische Kraft Elektrizität zu erzeugen. Sie werden auch unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes mechanisch verformt.

Anstelle der üblichen Verformung oder der Einwirkung eines elektrischen Feldes haben die Forscher Zinkoxid-Nanopartikel in den PVDF-Dünnfilm eingebaut, die nun die Gewinnung ermöglichen piezoelektrischer Effekt auch bei leichten vibrationen, um dann elektrische energie anzusammeln.

Als nächstes wurden die Nanopartikel aus dem Film geätzt, was zu miteinander verbundenen Poren - "Mesoporen" - einem schwammartigen Material führte. Es war ein so schwammiges Material, das der Schlüssel zur Umwandlung von Schwingungsenergie war. Xudong Wang sagt, je weicher das Material ist, desto empfindlicher ist es für kleine Vibrationen.

Nano-Generator zum Aufladen des Telefons

Der Nanogenerator selbst enthält dünne Elektrodenplatten auf beiden Seiten eines mesoporösen Polymerfilms, die an jeder Art von Oberfläche angebracht werden können, sei es glatte menschliche Haut oder eine andere unebene Oberfläche.

Wenn wir über Smartphones sprechen, wird die Masse des Geräts aufgrund der Zunahme der Vorspannung dazu beitragen, die erzeugte elektrische Energie zu stärken. Zum Beispiel geht eine Person einfach oder rennt und dank dieser wird das Smartphone effektiv aufgeladen.

In Zukunft könnten Nanogeneratoren ein wesentlicher Bestandteil vieler elektronischer Geräte sein, beispielsweise als Rückwand oder Gerätegehäuse, um sie direkt mit Energie zu versorgen, die durch Umgebungsvibrationen empfangen wird.

Das Team glaubt, dass die Einfachheit der Herstellung es ermöglichen wird, solche Nanogeneratoranlagen auf große Größen zu skalieren. Die Möglichkeit, die mechanischen Eigenschaften der Filme und ihr Design anzupassen, ermöglicht die Implementierung von Strukturen sowohl zur Stromversorgung der Telefone als auch zur autonomen Stromversorgung der Sensorsysteme.

Siehe auch auf i.electricianexp.com:

  • Nanogeneratoren - universelle Energieerzeuger
  • Thermoelektrisches Material mit geordneten Nanoröhren
  • Transparente Batterie
  • Wi-Fi-Energieübertragungstechnologie
  • 5 ungewöhnliche Wege zur Erzeugung elektrischer Energie

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    Kommentare:

    # 1 schrieb: | [Zitat]

     
     

    Ein interessanter Artikel, aber es ist schwer, an all diese kleinen Dinge zu glauben, um ehrlich zu sein. Ätherenergie ist ein Mythos, aber in Wirklichkeit muss man nur anfangen, Plutoniumbatterien herzustellen und keine Wellen zu schlagen.Aber wer soll solche Energie zulassen? Öl produzierende Unternehmen werden alle Anstrengungen unternehmen, um sicherzustellen, dass die Entwicklung der freien Energie so tief wie möglich vergraben wird.