Ученые КНР нашли простой способ эффективно получать голубую энергию волн
Повышения КПД устройства преобразователя энергии приливных волн в электрическую сумели добиться китайские ученые из Центрального Южного университета, 3 апреля сообщает отдел новостей Американского химического общества (ACS).
Каждый серфер на себе ощутил мощь удара океанской приливной волны. Китайские ученые из ключевой лаборатории нанофотоники и устройств Хунани в Школе физики Центрального Южного университета в Чанша приблизились к решению задачи повышения улавливаемой энергии постоянных приливов и отливов океана с помощью улучшенного устройства для сбора этой «голубой энергии» — жидкостно-твердого трибоэлектрического наногенератора (ТЭНГ).
Исследователи сообщают в статье «Эффект объемного пространства в трубчатом трибоэлектрическом наногенераторе жидкость — твердое тело для повышения выходных характеристик», опубликованной в ACS Energy Letters, что простое изменение положения электрода из центра качающейся трубки, наполненной жидкостью, к ее концу, куда вода бьет с наибольшей силой, приводит к резкому увеличению количества волновой энергии, которую можно уловить.
Устройство для сбора волновой энергии ТЭНГ имеет форму трубки, оно преобразует механическую энергию движущейся взад-вперед внутри трубки воды в электричество. Одной из причин, по которой подобные устройства пока массово не применяются, является их низкая выходная мощность.
Исследователи Центрального Южного университета попробовали усовершенствовать конструкцию ТЭНГа. Они использовали 16-дюймовые прозрачные пластиковые трубки для создания двух ТЭНГов. Внутри первого устройства они поместили электрод из медной фольги в центре трубки — обычное место для типовых жидкостно-твердых ТЭНГов.
Во втором, с новой конструкцией, они поместили электрод из медной фольги на один из концов трубки, наполнили их на четверть водой, а концы запечатали. Провод соединял электроды с внешней цепью.
Далее они поместили оба устройства на настольную качалку, колебательное движение которой перемещало воду внутри трубок взад и вперед. При этом в них генерировался электрический ток за счет преобразования механической энергии — трения воды, ударяющейся об электроды или скользящей по ним, — в электрическую.
Исследователи установили, что по сравнению с традиционной конструкцией ТЭНГа, их оптимизированная конструкция увеличила преобразование механической энергии устройства в электрический ток в 2,4 раза.
В другом эксперименте оптимизированный ТЭНГ включал и выключал массив из 35 светодиодов, когда вода попадала в секцию трубки, закрытую электродом, а затем утекала.
Исследователи считают, что их эксперименты закладывают основу для разработки устройств более масштабного сбора голубой энергии океанских волн и показывают их потенциал для использования в других приложениях, например для беспроводной подводной сигнальной связи.
