Vreme čitanja: oko 2 min.
Utilizacija vibracija radi obnovljive energije: Materijal generiše struju iz neočekivanog izvora
Vreme čitanja: oko 2 min.
Ovaj materijal ima potencijal za upotrebu u mašinama i infrastrukturi radi proizvodnje obnovljive energije.
Zamislite gume koje napajaju vozilo dok se kreće, ulično osvetljenje koje napaja saobraćajna tutnjava ili nebodere koji proizvode struju dok se zgrade prirodno ljuljaju i podrhtavaju.
Ove energetske inovacije omogućavaju istraživači iz Politehničkog instituta Renseler razvijajući ekološke materijale koji proizvode struju kad su kompresovani ili izloženi vibracijama.
Preporučujemo
Pristupačni senzor za dodir ima potencijal za obimne primene u robotici
Povezanost traumatičnih iskustava u detinjstvu povećava rizik zlostavljanja starijih osoba
U nedavnoj studiji predstavljen je polimerski film sa specijalnim halkogenidsko-perovskitskim jedinjenjem koje proizvodi struju kad je stisnuto ili potreseno – fenomen poznat kao pijezoelektrični efekat.
Iako postoje drugi pijezoelektrični materijali, ovo je jedan od malog broja visokoefikasnih materijala bez olova, što ga čini odličnim kandidatom za upotrebu u mašinama, infrastrukturi i biomedicinskim primenama.
„Uzbuđeni smo zbog potencijala naših nalaza za tranziciju ka zelenoj energiji“, kaže Nihil Koratkar, profesor mehaničkog, aerokosmičkog i nuklearnog inženjeringa. „Olovo je toksično i sve više redukovano i isključeno iz materijala i uređaja. Naš cilj je bio stvaranje materijala koji ne sadrži olovo i može se proizvoditi bez velikih troškova pomoću elemenata obično prisutnih u prirodi“.
Film koji skuplja energiju, debeo samo 0,3 milimetra, može se ugraditi u veliki broj raznih uređaja, mašina i struktura. U suštini, materijal pretvara mehaničku energiju u električnu – što su veći pritisak i površina na koju je pritisak primenjen veći je efekat.
Na primer, može se koristiti ispod puteva radi generisanja struje kad vozila prolaze po njima. Takođe bi se mogao koristiti u građevinskim materijalima, proizvodeći struju kad zgrade vibriraju.
Pijezoelektrični efekat se dešava u materijalima kojima nedostaje strukturalna simetrija. Pod stresom, pijezoelektrični materijali se deformišu tako da dolazi do odvajanja pozitivnih i negativnih jona unutar materijala. Ovaj „dipolni momenat“ može biti pretočen u električnu struju.
U novom halkogenidsko-perovskitskom materijalu, strukturalna simetrija može biti lako razbijena pod stresom dovodeći do izražene pijezoelektrične reakcije.
Nakon sintetizacije materijala, koji sadrži barijum, cirkonijum i sumpor, istraživači su testirali njegovu sposobnost za proizvodnju struje podvrgavajući ga raznim telesnim pokretima kao što su hodanje, trčanje, tapšanje i lupkanje prstima.
Otkriveno je da materijal proizvodi struju tokom tih eksperimenata, dovoljno da se upale nizovi svetlećih dioda koje ispisuju „Politehnički institut Renseler“.
Testovi pokazuju da ova tehnologija može biti korisna, na primer, u nekom uređaju koji nose trkači ili biciklisti radi osvetljavanja obuće ili kaciga kako bi bili vidljiviji. Međutim, ovo je samo potvrda izvodljivosti i istraživači bi voleli da se ovaj materijal koristi u većim razmerama i da zaista doprinese proizvodnji energije.
Koratkarova laboratorija će ispitati čitavu porodicu halkogenidsko-perovskitskih jedinjenja u potrazi za onima koja ispoljavaju još jači pijezoelektrični efekat. Veštačka inteligencija i mašinsko učenje mogu biti korisna sredstva u toj potrazi, kaže Koratkar.
Proizvodnja održive energije ima vitalni značaj za našu budućnost. Koratkarov rad je sjajan primer kako inovativni pristupi otkrivanju materijala mogu pomoći u rešavanju nekog globalnog problema.
(Telegraf Nauka/Science Daily)
Povezane vesti
Naučnici „preveli“ paukovu mrežu u muziku
Video: Gruber: Zadovoljna sam saradnjom Srbije i SAD u oblasti nauke
Nauka Telegraf zadržava sva prava nad sadržajem. Za preuzimanje sadržaja pogledajte uputstva na stranici Uslovi korišćenja.
