Треск, который вы слышите, отделяя два носка, только что вынутых из сушилки, является результатом трибоэлектрического эффекта, генерирующего статическое электричество. Иногда это может привести к небольшому удару тока. Но исследователи из Пекинского института наноэнергетики и наносистем используют этот эффект для создания ветряной турбины, генерирующей энергию, которая работает от легчайшего ветерка.
Возвышающиеся ветряные турбины, которые часто можно встретить в сельской местности, очень эффективно улавливают ветер и преобразуют его в электричество для питания городов. Но они не только дороги в сборке и установке, но и требуют определенной скорости ветра для функционирования, поэтому их массивные лопасти расположены так высоко в воздухе. Легкого бриза, который вы чувствуете, когда вы выходите на улицу, недостаточно, чтобы привести в действие традиционную конструкцию ветряной турбины, поэтому исследователи придумали новую и совершенно иную конструкцию, позволяющую улавливать энергию самого нежного ветра.
Вращающиеся лопасти ветряной мельницы работают, просто вращая внутри генератор для выработки электричества. Но в новом трибоэлектрическом наногенераторе, также известном как B-TENG, три лопасти заменяются парой тонких пластиковых пленок, которые могут свободно хлопать и развеваться на ветру.
Поскольку полоски постоянно контактируют, а затем отрываются друг от друга, за счет трибоэлектрического эффекта генерируются небольшие заряды. Ветер со скоростью 3,6 миль в час (15,8 км / ч) — это все, что нужно для выработки полезного количества энергии, хотя исследователи обнаружили, что скорость ветра от 8,9 до 17,9 миль в час (от 14 до 28,8 км / ч) работает лучше всего.
Если вы думаете, что быстрой прогулки по кварталу с B-TENG, прикрепленным к вашей качающейся руке, достаточно, чтобы немного пополнить запасы умирающего смартфона, подумайте еще раз. Башенные ветряные турбины имеют эффективность преобразования ветра в энергию выше 45%, но это новое устройство набирает всего 3,23%. В лабораторных испытаниях с идеальной скоростью ветра, поддерживаемой при постоянном потоке, исследователи смогли выработать достаточно энергии только для того, чтобы время от времени зажигать сетку из 100 светодиодов быстрыми вспышками, или использовать простой маломощный датчик температуры.
В настоящее время устройство служит доказательством того, что технология перспективна. Но предстоит еще много работы, прежде чем ее можно будет использовать в реальных условиях. Тонкие пластиковые полоски хрупкие, и еще неизвестно, насколько хорошо они будут работать в мокром или грязном состоянии, а также в том случае, если одна из них случайно помнется или сложится под порывами ветра. Прежде чем B-TENG будет реализован как устройство, которое будет работать так же хорошо за пределами лаборатории, необходимо внести множество улучшений, но оно демонстрирует, что сбор энергии даже от легчайшего ветра может однажды стать практическим альтернативным источником энергии.
