Капельный электрогенератор: энергия дождя стала новым возобновляемым источником - «Новости Электроники»

Группа исследователей во главе со специалистами из Городского Университета Гонконга, представила устройство под названием Droplet-based Electricity Generator (DEG) — электрогенератор на основе капель, в тысячи раз превосходящий аналоги по мгновенной мощности. В его основе применена конструкция, напоминающая полевой транзистор.

С помощью DEG можно с высокой эффективностью получать электричество из содержащейся в каплях дождя, волнах и приливах низкочастотной кинетической энергии, которая сейчас мало используется. Разработка базируется на двух открытиях.

• Первое — это обнаружение способности политетрафторэтилена (тефлона) накапливать поверхностный заряд, образующийся от падающих на него капель воды. За счет этого достигается возможность обеспечить высокую плотность энергии.


• Второе — создание особого устройства, работающего аналогично полевому транзистору. Конструкция включает два электрода. Первый, PTFE/ITO, представляет собой покрытую тефлоновой пленкой пластину из оксида индия-олова. Он отвечает за генерацию заряда, его накопление и индукцию. Другой электрод — алюминиевый, расположен над поверхностью первого.

PTFE/ITO электрод устанавливается наклонно в месте падения капель, при ударе которых на тефлоне возникают и накапливаются заряды. Затем растекающаяся по поверхности PTFE/ITO электрода капля воды соединяет его с алюминиевым, замыкая электрическую цепь, в которой возникает ток. При этом электричество генерируется во всем объеме полупроводникового элемента. В результате мгновенная плотность мощности может доходить до 50,1 Вт/м2.

Создатели DEG продемонстрировали, что падение капли объемом 0,1 мл обеспечивает включение 100 маленьких светодиодов. При 16000 ударов капель в DEG возникает напряжение до 140 вольт. Кроме того, было установлено, что снижение относительной влажности воздуха не влияет на эффективность работы устройства, при этом для него подходит и пресная, и морская вода.

Как отмечают исследователи, кинетическая энергия капель, возникающая за счет действия гравитации, может рассматриваться как возобновляемая. Поэтому ее следует активно использовать.

В долгосрочной перспективе инновационная разработка может применяться практически везде, где жидкость соприкасается с твердой поверхностью. Например, на корпусе судов, на подводном береговом склоне, на зонтах и даже внутри бутылок с водой.

Источник: cityu.edu.hk