Energieopvangende nanogenerator vindt overal om ons heen stroom

Stelt u zich eens een oplader voor mobiele telefoons voor die geen draadloze of netstroombron nodig heeft. Of een pacemaker met ingebouwde organische energiebronnen in het menselijk lichaam.

Australische onderzoekers onder leiding van Flinders University gaan de uitdaging aan om onzichtbare energie “op te ruimen” van laagfrequente trillingen in de omgeving, waaronder wind, lucht of zelfs contactscheidingsenergie (statische elektriciteit).

“Deze zogenaamde tribo-elektrische nanogeneratoren (of TENG’s) kunnen tegen lage kosten in verschillende configuraties worden gemaakt, waardoor ze geschikt zijn voor het aansturen van kleine elektronica zoals persoonlijke elektronica (mobiele telefoons), biomechanische apparaten (pacemakers), sensoren (temperatuur / druk / chemische sensoren), en meer ‘, zegt professor Youhong Tang van Flinders University’s College of Science and Engineering.

Verder onderzoek heeft tot doel deze hernieuwbare vorm van energieopwekking verder te ontwikkelen door eenvoudige fabricage te ontwerpen van goedkope en duurzame materialen, met een hoog rendement.

“Ze kunnen niet-invasieve materialen gebruiken, dus zouden ze ooit kunnen worden gebruikt voor implanteerbare en draagbare doelen voor het oogsten van energie”, zegt Ph.D. kandidaat Mohammad Khorsand, co-hoofdauteur van recente artikelen in het internationale tijdschrift Nano Energy.

Het nieuwste artikel maakt gebruik van AI-verbeterde wiskundige modellering om de functie van het aantal segmenten, de rotatiesnelheid en de tribo-oppervlakte-afstand van een geavanceerd TENG-prototype te vergelijken om de opslag en prestaties te optimaliseren.

De onderzoekers werken samen met collega’s van de University of Technology Sydney en elders aan het verbeteren van de stroomopwekking van TENG’s en slaan het opgewekte vermogen op een supercondensator of batterij op.

“We zijn in staat geweest om effectief kracht te oogsten uit glijdende bewegingen en roterende bewegingen die in overvloed aanwezig zijn in onze leefomgeving”, zegt professor Tang.

Het nieuwste artikel, “Kunstmatige intelligentie verbeterde wiskundige modellering op roterende tribo-elektrische nanogeneratoren onder verschillende kinematische en geometrische omstandigheden” (2020) door Mohammad Khorsand, Javad Tavakoli (University of Technology Sydney), Haowen Guan en Youhong Tang, is gepubliceerd in Nano-energie.