Наногенератор для портативной электроники будет преобразовывать механическую энергию

Группа инженеров из разных университетов разработала то, что может стать многообещающим решением задачи, связанной с зарядкой батарей смартфона в движении, без потребности в сетевом шнуре.

Внедренный под корпус мобильника наногенератор способен накапливать и преобразовывать энергию вибрации с поверхности, такой как пассажирское сиденье движущегося транспортного средства, в энергию для телефона.

«Мы полагаем, что новая разработка сможет стать новым решением задачи создания самозаряжающейся личной электроники», отметил доцент материаловедения Цзю Донь Вон из Висконсинского университета в Мэдисоне.

Устройство описано в издании Advanced Energy Materials.

Наногенератор задействует распространенный пьезоэлектрический полимерный материал под названием фторид поливинилидена. Пьезоэлектрики способны генерировать электричество за счет механической деформации, и наоборот — может производить механическое воздействие в результате приложенного электрического поля.

Вместо использования деформации или электрического поля исследователи включили в тонкую пленку поливинилидена наночастицы цинка, чтобы стимулировать формирование пьезоэлектрической фазы, которая позволяет собирать энергию вибрации. Затем исследователи легировали наночастицы из пленки, а полученные связанные поры, названные мезопорами за их размер, сделали обычно жесткий материал несколько губкообразным.

Именно этот губкообразный материал и стал ключевым звеном в цепи, собирающей энергию вибрации. «Чем мягче материал, тем он более чувствителен к малейшим колебаниям», заметил Вон.

Сам наногенератор состоит из тонких листов электрода на передней и обратной сторонах мезопористой полимерной пленка, и исследователи легко могут прикладывать эту мягкую гибкую пленку к плоским, шероховатым или изогнутым поверхностям, включая человеческую кожу. В случае с мобильником используется собственный вес телефона для увеличения смещения и усиления выработки электричества.

Наногенератор способен стать интегрируемой частью электронных устройств, например, в виде задней крышки, и автоматически собирать энергию окружающих колебаний для питания устройства.

21.02.2014