Найменший електричний генератор у світі

Вчені в Колумбійський університет і Джорджія технологічного інституту знайшли спосіб перетворення кінетичної енергії в електричний струм, використовуючи матеріал, не більш товстий, ніж шар атомів. Вони вимагають придумати «найменший електричний генератор світу. й

Вчені запропонували, що гнучкий, еластичний матеріал може бути тканий в одяг, який в свою чергу може містити зносні датчики, медичні пристрої або просто телефон у кишені.

Дослідження докладно публікується в міжнародній науково-щотижневій природі.

Винахід здійснюється за принципом п'єзоелектричності - отримання електричної енергії шляхом розтягування або стиснення речовини. Це давно відомий ефект, який використовується, наприклад, в підлогових плитках, які перетворюють енергію кроків в електрику.

Ефект був продемонстрований на прикладі найтоншого електрогенератора у світі, виготовленого з двовимірного дісульфідуму молібдену (MoS2), який за ранніми припущеннями має такі властивості.





Пристрій був створений шляхом розміщення тонких шарів MoS2, матеріалу, що складається з одного шару атомів, на гнучких пластикових підкладках, при використанні оптичних технологій для визначення місця розташування кристалів решітки матеріалу. Цей процес необхідний тому, що кристалічна структура MoS2 дає матеріал п'єзоелектричні властивості тільки в певній спрямованості. Він також дуже полярний, що непарна кількість атомних шарів потрібна для того, щоб піроелектричний ефект не зміщується.

Потім отримані електроди діляться на так звані «липки», під час механічної деформації якого виробляється електричний струм, який вимірюється.

За допомогою цього дослідження вчені змогли підтвердити теоретичну версію, опубліковану в минулому році, і знайшли, серед інших речей, що напруга при виході зміни при напрямку застосованих деформуючих змін сили, при цьому в зразках з рівномірним числом шарів електричний струм перестає бути повністю виробленим.





«Що дуже цікаво, що ми знайшли: матеріал, як MoS2, який не має пирогелектричних властивостей на сипучих умовах, може стати п'єзоелектричним, коли товщина набуває меншою, а саме в єдиний атомний шар», - сказав Лей Ван, дослідник.

Це тому, що основна маса MoS2 складається з послідовних шарів, які орієнтовані на протилежних напрямках, тим самим генеруючи позитивний і негативний стрес, що балансують і нейтралізують один одному.

За даними дослідження, одна пластина MoS2, простягається на 0,53 відсотків, виробляє пікові напруги 5 мВ (міллеп) і 20 ПА (пікомпер), яка відповідає електричній поточній щільності 2 мВт (мілліват) на квадратний сантиметр, а ефективність перетворення механічної енергії в електричну енергію становить 5.08 відсотків.

Вчені стверджують, що дослідження можуть призвести до ультранизькі системи, які збирають механічну енергію з навколишнього середовища для задоволення потреб електроенергетики. Видання

P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!

Джерело: facepla.net