Een armband gemaakt van weefsel geweven met speciale energie-oogst strengen die elektriciteit van de zon en beweging verzamelen. (Credit: Georgia Tech)
Een nieuwe stof oogst tegelijkertijd energie uit zowel zonlicht als beweging.
Stoffen die elektriciteit kunnen opwekken door fysieke beweging zijn al een paar jaar in de maak en dit is de volgende stap.
De combinatie van twee soorten elektriciteitsopwekking in één textiel maakt de weg vrij voor het ontwikkelen van kledingstukken die hun eigen energiebron kunnen leveren aan apparaten zoals smartphones of GPS.
"Dit hybride krachttextiel presenteert een nieuwe oplossing voor het opladen van apparaten in het veld van zoiets eenvoudigs als de wind die op een zonnige dag waait", zegt Zhong Lin Wang, professor aan de School of Materials Science and Engineering van het Georgia Institute of Technology.
Om het weefsel te maken, gebruikte het team van Wang een commerciële textielmachine om zonnecellen te assembleren die waren geconstrueerd van lichtgewicht polymeervezels met op vezels gebaseerde tribo-elektrische nanogeneratoren.
Tribo-elektrische nanogeneratoren gebruiken een combinatie van het triboelektrisch effect en elektrostatische inductie om een kleine hoeveelheid elektrisch vermogen te genereren uit mechanische bewegingen zoals rotatie, glijden of vibratie.
Wang voorziet dat het nieuwe weefsel, dat 320-micrometers dik is en wordt geweven met strengen wol, kan worden geïntegreerd in tenten, gordijnen of draagbare kleding.
'Keuken wrap' kleding zou onze behoefte aan A / C snijden
"De stof is zeer flexibel, ademend, lichtgewicht en aanpasbaar aan een reeks toepassingen," zegt Wang.
Vezelgebaseerde tribo-elektrische nanogeneratoren vangen de energie op die wordt gecreëerd wanneer bepaalde materialen elektrisch geladen worden nadat ze in bewegend contact komen met een ander materiaal. Voor het zonlichtverzamelende deel van de stof gebruikte Wang's team fotoanodes gemaakt op een draadvormige manier die samen met andere vezels geweven konden worden.
"De ruggengraat van het textiel is gemaakt van veelgebruikte polymere materialen die niet duur zijn om te maken en milieuvriendelijk zijn," zegt Wang. "De elektroden worden ook gemaakt via een goedkoop proces, wat het mogelijk maakt om grootschalige productie te gebruiken."
In een van hun experimenten gebruikte het team van Wang een stof die ongeveer zo groot was als een vel kantoorpapier en als een kleine kleurrijke vlag aan de stok bevestigde. Door de ramen in een auto naar beneden te rollen en de vlag in de wind te laten waaien, konden de onderzoekers op een bewolkte dag veel vermogen genereren van een rijdende auto. De onderzoekers hebben ook de uitvoer gemeten met een stuk 4-by-5 centimeter, dat in één minuut een 2 mF commerciële condensator opliep tot 2 volt onder zonlicht en beweging.
"Dat geeft aan dat het fatsoenlijk is om te werken, zelfs in een ruwe omgeving", zegt Wang.
Hoewel vroege tests aantonen dat de stof bestand is tegen herhaald en rigoureus gebruik, zullen onderzoekers zich bezighouden met de duurzaamheid op de lange termijn. De volgende stappen omvatten ook een verdere optimalisatie van de stof voor industrieel gebruik, inclusief het ontwikkelen van de juiste inkapseling om de elektrische componenten te beschermen tegen regen en vocht.
Het werk verschijnt in het dagboek Nature Energie.
Financiering kwam van de stichting Hightower Chair, KAUST en het "duizenden talenten" -programma voor pionieronderzoeker en zijn innovatieteam, National Natural Science Foundation of China en de Fundamentele Onderzoeksfondsen voor de Centrale Universiteiten. Alle conclusies of aanbevelingen zijn die van de auteurs en vertegenwoordigen niet noodzakelijkerwijs de officiële standpunten van de sponsororganisaties.
Bron: Georgia Tech
Verwante Boeken
at InnerSelf Market en Amazon
