Браслет выполнен из ткани, сотканной специальными энергозаготовительными пряди, которые собирают электричество от солнца и движения. (Кредит: Georgia Tech)
Новая ткань собирает энергию как от солнечного света, так и от движения одновременно.
Ткани, которые могут генерировать электричество от физического движения, уже несколько лет находятся в работе, и это следующий шаг.
Объединение двух видов выработки электроэнергии в один текстиль открывает путь для разработки одежды, которая может обеспечить собственный источник энергии для таких устройств питания, как смартфоны или GPS.
«Этот гибридный силовой текстиль представляет собой новое решение для зарядки устройств в поле от чего-то такого же простого, как ветер, дующий в солнечный день», - говорит Чжун Лин Ван, профессор Школы материаловедения и инженерии Института технологии Джорджии.
Чтобы изготовить ткань, команда Ванга использовала коммерческую текстильную машину для ткачества вместе солнечных элементов, изготовленных из легких полимерных волокон с волоконными трибоэлектрическими наногенераторами.
Трибоэлектрические наногенераторы используют комбинацию трибоэлектрического эффекта и электростатической индукции для генерирования небольшого количества электрической энергии от механического движения, такого как вращение, скольжение или вибрация.
Ван предполагает, что новая ткань, которая представляет собой толщину микрометра 320, сплетенную вместе с пряди из шерсти, может быть встроена в палатки, шторы или пригодные для носки одежды.
«Одежда для кухни» сократила бы нашу потребность в A / C
«Ткань очень гибкая, дышащая, легкая и адаптируемая к целому ряду применений», - говорит Ванг.
Трибоэлектрические наногенераторы на основе волокон собирают энергию, создаваемую, когда некоторые материалы становятся электрически заряженными после того, как они вступают в движущийся контакт с другим материалом. Для сбора солнечных лучей части ткани команда Ванга использовала фотоаноды, выполненные в проволочной форме, которые можно было соткать вместе с другими волокнами.
«Основа текстиля изготовлена из обычно используемых полимерных материалов, которые недороги сделать и экологически чистыми», - говорит Ванг. «Электроды также изготавливаются по недорогостоящему процессу, что позволяет использовать крупногабаритное производство».
В одном из своих экспериментов команда Вана использовала ткань только размером с листку офисной бумаги и прикрепляла ее к удилищу, как маленький яркий флаг. Свернув окна в машине и позволив флагом взорваться на ветру, исследователи смогли получить значительную силу от движущегося автомобиля в пасмурный день. Исследователи также измерили выходную часть 4-by-5-сантиметра, которая зарядила коммерческий конденсатор 2 mF до 2-вольт за одну минуту при солнечном свете и движении.
«Это указывает на то, что у него есть достойная возможность работать даже в суровых условиях», - говорит Ванг.
Хотя ранние тесты показывают, что ткань может выдерживать многократное и тщательное использование, исследователи будут изучать ее долгосрочную долговечность. Следующие шаги также включают в себя дальнейшую оптимизацию ткани для промышленного использования, включая разработку надлежащей инкапсуляции для защиты электрических компонентов от дождя и влаги.
Работа появляется в журнале Природа Энергетика.
Финансирование осуществлялось Фондом председателя Hightower KAUST и программой «тысячи талантов» для первопроходца и его команды по инновациям, Национального фонда естественных наук Китая и Фонда фундаментальных исследований для центральных университетов. Любые выводы или рекомендации принадлежат авторам и не обязательно представляют официальные взгляды организаций-спонсоров.
Источник: Georgia Tech
Книги по этой теме
at Внутренний рынок самовыражения и Amazon
