Một thiết bị mới dạng gậy ngắn, sử dụng nước chuyển đổi năng lượng chuyển động thành điện năng, được sử dụng để cung cấp điện cho các thiết bị di động như đèn pin hoặc thiết bị điện tử.
Công nghệ được công bố trên tạp chí Khoa học và Công nghệ Vật
liệu Tiên tiến
Sự phát triển mạnh mẽ của internet vạn vật (IoT) và các thiết
bị điện tử nhỏ thúc đẩy nhu cầu ngày càng cao về các nguồn năng lượng di động. Giải
pháp sản xuất điện là thu năng lượng từ môi trường như nhiệt năng, năng lượng mặt
trời hoặc năng lượng cơ học. Để thu năng lượng cơ học - năng lượng mà vật thể sản
sinh từ sự thay đổi vị trí và chuyển động - các nhà khoa học phát triển máy
phát điện nano triboelectric, có thể tạo ra điện bằng ma sát.
GS Sangmin Lee tại Đại học Chung-ang, Hàn Quốc cho biết, máy
phát điện nano nano triboelectric là công cụ hiệu quả nhất thu năng lượng cơ học
do sản lượng điện cao, chi phí thấp và khả năng dễ dàng tiếp cận người tiêu
dùng.
Máy phát điện triboelectric tích điện khi hai vật liệu khác
nhau tiếp xúc và tách ra. Nhưng sự ma sát giữa hai chất liệu khác nhau sẽ gây
ra hư hỏng, giảm tuổi thọ thiết bị.
Sử dụng chất lỏng có thể làm giảm ma sát, nhưng máy phát điện
bằng chất lỏng có công suất điện thấp hơn đáng kể so với máy phát điện thể rắn.
Ngoài ra cần phải có cấu trúc phù hợp giữa việc thiết bị đủ lớn để chất lỏng di
chuyển và tạo ra điện, nhưng phải đảm bảo thiết bị đủ nhỏ gọn để có thể mang
theo người.
Thiết kế và điện năng của máy phát điện dạng gậy ngắn dùng nước. Ảnh Viện Khoa học Vật liệu Quốc gia Hàn Quốc.
Thiết kế và điện năng của máy phát điện dạng gậy ngắn dùng
nước. Ảnh Viện Khoa học Vật liệu Quốc gia
Giải quyết những vấn đề này, các nhà khoa học tại Đại học
Chung-ang, phối hợp với các đồng nghiệp ở Hàn Quốc và Mỹ phát triển một loại
máy phát điện sử dụng nước nhẹ, nhỏ gọn, tạo ra điện năng khi rung động.
Thiết bị phát điện có thiết kế đơn giản như một chiếc gậy
ngăn, 10ml nước, một xi lanh polyme và các điện cực. Vật liệu polyme của xi
lanh chứa tích điện âm. Nước di chuyển lên xuống khi thiết bị rung lắc, thu được
điện tích dương, chuyển đến các điện cực để tạo ra điện năng công suất cao.
Do có cơ chế và thiết kế đơn giản, thiết bị nhỏ và nhẹ này
có thể được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày. Năng lượng điện được sản xuất
đơn giản chỉ bằng cách đổ nước vào máy phát điện rồi lắc.
Các nhà nghiên cứu thử nghiệm nhiều thiết kế khác nhau, thay
đổi kích thước và tỷ lệ của các điện cực, không gian vật lý giữa các điện cực
và lượng nước để xác định sự kết hợp tối ưu. Cấu trúc máy phát gậy ngắn cầm tay
có thể tạo ra điện thế cao đến 710 vôn khi có đủ không gian cho chuyển động của
nước và diện tích điện cực lớn.
Máy phát điện đủ cấp nguồn cho 100 đèn LED, có thể được sử dụng
như một chiếc dùi cui đèn an toàn giao thông chiếu sáng. Nghiên cứu này cũng chứng
minh được tiềm năng của các máy phát điện nano triboelectric có thể được sử dụng
cho rất nhiều những ứng dụng dân sự thông thưởng.