Nanotechnologia

Energia z oceanu lub „niebieska energia” jest prawdopodobnie najbardziej niedocenianym źródłem zasilania, zgodnie ze zdaniem naukowców. Chociaż oceany zawierają wystarczającą ilość energii, aby spełnić wszystkie potrzeby energetyczne świata, niestety obecnie nie istnieje skuteczny sposób, aby zebrać ją ekonomicznie i z rozsądną wydajnością.

Głównym problemem jest to, że fale morskie są nieregularne i przechodzą na niskich częstotliwościach, natomiast większość urządzen pozyskujących energie działają najlepiej z falami, które mają regularne amplitudy i wysokie częstotliwości.

W nowym badaniu opublikowanym w ACS Nano, zespół naukowców kierowany przez Zhong Lin Wang z Instytutu Technologicznego z Georgi opracował urządzenie, które może pozyskanie fale oceanu w bardzo szerokim zakresie częstotliwości. Owy zakres obejmuje prawie całe spektrum energii fal oceanicznych, włączając w to trudno osiągnalne niskie częstotliwości, które są niedostępne dla większości urządzeń.

Nowe urządzenie jest hybrydowym system, który składa się z dwóch generatorów. Pierwszy to generator elektromagnetyczny (EMG), który tradycyjnie jest głównym urządzeniem do odbioru energii oceanicznej, doskonale nadaje się do zbierania fal o wysokiej częstotliwości i dużej prędkości obrotowej. Drugi to tryboelektryczny nanogenerator (TENG), który dopiero niedawno został zbadany w aplikacjach do zastosowań energii oceanicznej, działa on lepiej w zakresie niskich częstotliwości i przy niskich prędkościach obrotowych.

„TENG ma unikalną zaletę wysokiego napięcia wyjściowego, a jego moc wyjściowa jest skalowana liniowo z częstotliwością, co czyni go idealnym do zbioru energii o niskiej częstotliwości,” powiedział Wang. „Z drugiej strony, moc EMG jest proporcjonalna do kwadratu częstotliwości, tak EMG idealnie nadaje się do uzyskiwania energii o wysokiej częstotliwości. Przy niskich częstotliwości (<5 Hz), TENG okazał się znacznie lepszy niż EMG”.

W połączeniu te dwa typy generatorów moga pracować w szerokim zakresie częstotliwości oraz w dwóch trybach (wahania i obrótu), dzięki czemu urządzenie hybrydowe może zbierać różne rodzaje energii, w tym również enerfie fal morskich, oraz prądów i pływów morskich,. Każdy rodzaj energii powoduje inny ruch, który wymaga elastycznych możliwości zbierania.

Badacze wykazali urządzenie używając go do zaświecenia słów „niebieska energia” z LED-ów. EMG jest podłączony do słowa „niebieska” a TENG jest połączony ze słowem „energia”, tak że moc każdego generatora może być oglądana indywidualnie.

Naukowcy planują dalszy rozwój tej koncepcji w najbliższej przyszłości.

źródło tekstu: www.phys.org