Energia z morských vĺn s flexibilným nanogenerátorom podobným morským riasam.

Vlny oceánu môžu byť silné a obsahujú dostatok energie na to, aby počas búrok tlačili piesok, kamienky a dokonca aj balvany. Tieto vlny, ako aj menšie a miernejšie, by sa dali využiť ako zdroj obnoviteľnej energie.

Výskumníci vyvinuli flexibilné generátory energie, ktoré napodobňujú spôsob, akým sa morské riasy kývajú, aby efektívne premieňali povrchové a podvodné vlny na elektrinu.

V mnohých pobrežných zónach siete senzorov zhromažďujú informácie o vodných prúdoch, prílivoch a odlivoch, aby pomohli lode navigovať a monitorovať kvalitu vody. Tento „morský internet“ je poháňaný väčšinou batériami, ktoré je potrebné z času na čas vymeniť, čo je časovo náročné a drahé. Je možné použiť veternú a slnečnú energiu, ale tie nie sú vhodné pre podvodné aplikácie.

V snahe využiť nepretržitý pohyb oceánu ako obnoviteľného zdroja energie, výskumníci pôvodne vyvinuli plávajúce zariadenia, ktoré premieňali energiu vĺn na elektrinu pomocou rotujúcich magnetov. Tieto zariadenia boli ale neefektívne s menej častými vlnami, ako sú tie, ktoré sa nachádzajú pod vodou.

Triboelektrické nanogenerátory (TENG), ktoré sa spoliehajú na to, že povrchy prichádzajúce do styku produkujú statickú elektrinu, by mohli byť tým spôsobom, ako túto výzvu vyriešiť, pretože sú účinné pri zbere nízkofrekvenčnej vlnovej energie s nízkou amplitúdou. Minyi Xu, Zhong Lin Wang a kolegovia sa teda nechali inšpirovať rastlinami žijúcimi na morskom dne, aby vytvorili flexibilné TENG. Výskumníci chceli skopírovať spôsob, akým vlákna morských rias vibrujú, aby sa nabili ohybné triboelektrické povrchy, pričom sa pohyb vĺn premenil na elektrinu na napájanie plávajúcich a ponorených morských senzorov.

Na vytvorenie triboelektrických povrchov výskumníci potiahli 1,5-palcové krát 3-palcové pásy dvoch rôznych polymérov vodivým atramentom. Potom sa medzi pásiky vklinila malá špongia, čím sa vytvorila tenká vzduchová medzera a celá jednotka sa utesnila, takto vznikol TENG.

Pri testoch, keď sa TENG pohybovali hore a dole vo vode, ohýbali sa tam a späť a generovali elektrinu. Keď výskumníci umiestnili TENG do tlaku vody podobného tlaku pod vodou v pobrežných zónach, zistili, že vzduchová medzera medzi týmito dvoma vodivými materiálmi sa zmenšila.

Zariadenia však stále generovali prúd pri tlaku 100 kPa – rovnaký tlak, aký zvyčajne existuje v hĺbke 30 stôp, kde nedochádza k takmer žiadnemu pohybu pod vodou. Vedci nakoniec pomocou vlnovej nádrže demonštrovali, že viacero TENG je možné použiť ako mini podvodnú elektráreň, ktorá dodáva energiu buď pre teplomer, 30 diód LED alebo pre blikajúci miniatúrny maják s LED majákom.

Výskumníci tvrdia, že ich TENG podobný morským riasam by mohol znížiť závislosť na batériách v pobrežných zónach, vrátane námorných senzorov.

Zdroj: nano-magazine.com, http://fumacrom.com/2dKTm