نانوژنراتور انرژي اتلافي در چرخ لاستيكي را جمع آوري مي كند

parnian

نانوژنراتورها براي تبديل انرژي مكانيكي اتلافي به انرژي الكتريكي با استفاده از اثر پيزوالكتريك، طراحي مي‌شوند. ژانگ لين وانگ و همكارانش از جرجيا تِك در جديدترين تحقيق خود نانوژنراتورها را در سطح داخلي چرخ‌هاي لاستيكي مجتمع كرده و امكان جمع‌آوري انرژي از حركت خودروها را شرح داده‌اند. آنها در مطالعه خود توضيح ساده‌اي از دورنماي كاربرد گسترده نانوژنراتورها در زمينه جمع‌آوري انرژي و سيستم‌هاي خودتوان‌دهنده ارائه كرده‌اند.

اين محققان براي آزمايش‌هاي خود، يك چرخ دوچرخه را در يك دستگاه آزمايشگاهي نصب كردند، بطوري كه مي‌توانستند براي شبيه‌سازي شرايط موجود در قسمتي از چرخ كه در تماس با سطح جاده است، آن را بطور متناوب فشرده و رها كنند. نانوژنراتوري كه آنها به سطح اين چرخ دوچرخه چسبانده بودند، با يك ساختار لرزانك آزاد طراحي شده بود و شامل پنج لايه بود: يك بستر پلي‌استر انعطاف‌پذير، فيلم‌هاي از نانوسيم‌هاي اكسيد روي بر روي سطوح بالا و پايين اين بستر، و الكترودهايي روي اين سطوح.
[img]http://

تنها کاربران عضو سايت قادر به مشاهده لينک ها هستند.
عضويت در سايت / ورود به سايت

[/img]
a) تغييرشكل چرخ لاستيكي در طول حركت وسيله نقليه. b) دستگاه آزمايشگاهي. يك چرخ لاستيكي كه بين دو صفحه، يكي ثابت و ديگري متحرك، تغييرشكل مي‌يابد. c) طرح ساده ساختار اين نانوژنراتور كه يك لرزانك با پنج لايه است. d) يك عكس كه نشان مي‌دهد يكي از اين نانوژنراتورها با نوار چسب به سطح داخلي يك چرخ لاستيكي متصل شده است.
هر زماني كه اين چرخ فشرده مي‌شد، اين نانوژنراتور يك پالس الكتريكي توليد مي‌كرد. اين محققان تحت شرايط آزمايشگاهي‌شان، ولتاژ و جريان خروجي اين نانوژنراتور را به ترتيب يك و نيم ولت و بيست و پنج نانوآمپر اندازه‌گيري كردند. اين نانوژنراتور با انرژي جمع‌آوري شده، بطور مستقيم يك نمايشگر LCD كوچك را روشن كرد.

وانگ توضيح مي‌دهد كه مساحت كاري موثر نانوژنراتورشان حدود يك و نيم سانتيمتر در نيم سانتيمتر است و ماكزيمم چگالي توان خروجي آن به 70 ميكرووات بر سانتيمترمربع مي‌رسد. در مقايسه با نتايج گزارش شده تحت اين شرايط در تحقيق‌هاي ديگر، اين عملكرد كمي پايين‌تر است. همانطور كه وانگ توضيح مي‌دهد دليل اين امر اين است كه لاستيك يك ماده پلاستيكي است كه مقداري از انرژي مكانيكي را جذب مي‌كند، و ميزان تغييرشكل در آن در مقايسه با يك ماده صلب تحت همان شرايط كم‌تر است. با اين وجود هنوز اين عملكرد خيلي خوب است.

اين محققان جزئيات نتايج كار تحقيقاتي خود را در مجله‌ي Advanced Materials منتشر كرده‌اند.