Zařízení, které dokáže rozsvítit 100 LED žárovek jedinou kapkou vody

Voda se používá jako zdroj energie už mnoho let. Jen omezeně se však využívá energie z vody, která se hýbe. Použití energie z vln, přílivu nebo kapající vody bylo dosud téměř nemožné a to z toho důvodu, že konvenční technologie nedokáží přeměnit nízkofrekvenční kinetickou energii na elektřinu. Vědci z City University of Hong Kong (CityU) tuto technologii vytvořili. Vytvořte generátor elektřiny, který je na bázi padajících kapek vody. Technologie dokáže vysoce efektivně přeměnit energii jednotlivých kapek vody na energii.

Kapénkový generátor elektřiny

Ve výzkumném týmu se nachází také výzkumní pracovníci na univerzitě v Nebrasce-Lincolnu a Pekingském institutu nanoenergie a nanosystémů. Dva roky se tito vědci věnovali vývoji kapkového generátoru elektřiny (DEG), který dokáže vyrobit tisíckrát více energie než podobná zařízení. DEG může dosáhnout okamžité hustoty výkonu 50,1 W/m².

„Náš výzkum ukazuje, že kapka 100 mikrolitrů vody uvolněná z výšky 15 cm může generovat více než 140 voltů a generovaná energie může rozsvítit 100 malých LED žárovek,“ říká inženýr CityU Zuankai Wang, který výzkum vedl.

Tato technologie využívá dva klíčové komponenty. Prvním z nich je použití materiálu, který se líbí polytetrafluorethylenu (PTFE). Má kvazistálý elektrický náboj, který akumuluje náboje lépe než jiné materiály. Generovaný povrchový náboj z dopadajících kapek vody se hromadí a postupně se dosahuje nasycení. To pomůže překonat úzké hrdlo nízké hustoty náboje.

Další klíčovou vlastností je sada struktur podobných tranzistoru s efektem pole (FET). Toto zařízení se skládá z hliníkových a PTFE pokrytých elektrod indium-cinoxidového (ITO). Zajišťuje generování náboje, skladování a indukci.

Jak vlastně celá tato technologie funguje?

Padající kapka vody narazí a rozšíří se na povrch PTFE/ITO, vytvoří most k hliníkové elektrodě a vytvoří elektrický obvod s uzavřenou smyčkou. Když roznášecí voda spojí obě elektrody, všechny uložené náboje na PTFE lze plně uvolnit a generovat elektrický proud. Vznikne energie, která je mnohem větší než u ostatních použitých materiálů.

Využití a výhody DEG

Zařízení DEG může pracovat jak s dešťovou, tak i s mořskou vodou. Účinnost celého procesu není ovlivněna změnou vlhkosti. Tato technologie by se dala použít na pobřeží, na trupu lodí, ale třeba i na deštnících. Technologie je možné prakticky všude používat, kde dodržovat k pravidelnému pohybu vody. Ve velkém měřítku by bylo možné vyrobit velké množství elektrické energie. Pokud by se taková technologie začala používat po celém světě, došlo by k menšímu využívání zdrojů elektřiny, které mají vliv na naše životní prostředí. Tým si tuto jedinečnou technologii nechal patentovat a to jak v Číně, tak i v USA.

Wang říká: „Výroba energie z dešťových kapek místo ropy a jaderné energie může usnadnit udržitelný rozvoj“.