Smarta enheter kommer snart att tappa sina mänskliga ägare att extrahera energi

Klar för maskiner för att skörda din ström? Det låter som en idé som rippats direkt från Matrisen, men ett team av forskare har utformat ett sätt att producera ännu effektivare triboelektriska nanogeneratorer - miniatyr enheter som kan samla energi från mänsklig rörelse och källor som vind och våg. Upptäckten kan bana väg för prylar att driva sig genom att mata ut sina mänskliga ägare.

Ett team från University of Surrey Advanced Technology Institute deltar vidare i TENGs, ett koncept som först skisseras i ett papper för 2012 som ett sätt att använda de små mängderna elektricitet som produceras genom daglig friktion mellan föremål för att ge ström. Resultaten publicerades i tidningen Avancerade energimaterial på tisdag och meddelade på torsdag.

"Den här teknologin demonstrerar potentialen att driva smarta och bärbara enheter med låg effekt i en nära framtid, säger en talesman för universitetet Omvänd. "TENG kan anslutas till kläder eller kan till och med byggas med hjälp av textilfibrer och tyger som kan användas för att fånga ström från vår rörelse och bärbar och bärbar elektronik och medicinska sensorer etc. Det kan också vara möjligt att designa dessa enheter som konstgjorda (sekundära) skinn och använd som bärbar kraftgenerator och en sensor."

"En värld där energi är ledig och förnybar är en orsak till att vi är extremt passionerade här hos ATI (och University of Surrey)." TENG kan spela en viktig roll för att göra denna dröm till en verklighet, "Ravi Silva, chef för ATI, sade i ett uttalande. "TENGs är perfekta för att driva bärbara datorer, internet av saker och elektroniska applikationer. Denna forskning ger ATI en världsledande position för att utforma optimerade energisnålare."

Tidigare implementeringar har skapat generatorer som utnyttjar kraften från att böja ett finger, vilket ger 0,22 milliwatt per kvadratcentimeter, tillräckligt för att tända 48 röda lysdioder. Den nya forskningen beskriver anvisningar för hur man bygger de mest effektiva TENG-skivorna, vilket beskrivs som "enkel konstruktion, låg kostnad, hög effekt och flexibla och bärbara egenskaper".

"Den effektiva effekten av den triboelektriska nanogeneratorn (TENG) beror på ett antal parametrar såsom storlek, material, form och rörelseinmatning, säger en talesman för universitetet Omvänd. "Med tanke på en grundläggande enhet kan allt från 1 milli watt till ca 1 watt eller högre topputgångseffekt erhållas under lågfrekventa rörelser (<5 Hz). Detta kan förbättras avsevärt genom att addera nanomaterial och nanopartiklar till triboelektriska ytor, samt genom att använda högfrekventa (snabba) rörelser för att driva TENG-enheterna, såsom maskinens vibrationer, fordonets rörelse etc."

Forskningen kan bana väg för nya implementeringar av tekniken.

"Jag är väldigt exalterad med den här nya studien, som omdefinierar hur vi förstår energihösten", säger Ishara Dharmasena, doktorand och ledande forskare på projektet. "De nya verktygen som utvecklas här kommer att hjälpa forskare över hela världen att utnyttja den sanna potentialen hos triboelektriska nanogeneratorer och att designa optimerade energihöstenheter för anpassade applikationer.