Gelang yang diperbuat daripada kain yang ditenun dengan helai khas yang menuai tenaga yang mengumpul tenaga elektrik dari matahari dan gerakan. (Kredit: Georgia Tech)Gelang yang diperbuat daripada kain yang ditenun dengan helai khas yang menuai tenaga yang mengumpul tenaga elektrik dari matahari dan gerakan. (Kredit: Georgia Tech)

Sebuah kain baru memanfaatkan tenaga dari kedua cahaya matahari dan gerakan pada masa yang sama.

Kain yang boleh menjana tenaga elektrik dari pergerakan fizikal telah bekerja selama beberapa tahun, dan ini adalah langkah seterusnya.

Menggabungkan dua jenis penjanaan elektrik ke dalam satu tekstil membuka jalan untuk membangunkan pakaian yang boleh menyediakan sumber tenaga mereka sendiri untuk peranti kuasa seperti telefon pintar atau GPS.

"Tekstil kuasa hibrid ini memberikan penyelesaian baru untuk mengecas peranti di lapangan daripada sesuatu semudah angin bertiup pada hari yang cerah," kata Zhong Lin Wang, profesor di Sekolah Sains dan Kejuruteraan Bahan Institut Teknologi Georgia.

grafik langganan dalaman

Untuk membuat kain itu, pasukan Wang menggunakan mesin tekstil komersial untuk menenun bersama-sama sel solar yang dibina daripada serat polimer ringan dengan nanogenerators triboelektrik berasaskan serat.

Nanogenerators Triboelektrik menggunakan gabungan kesan triboelektrik dan induksi elektrostatik untuk menjana sejumlah kecil kuasa elektrik dari gerakan mekanik seperti putaran, gelongsor atau getaran.

Wang membayangkan bahawa kain baru, yang merupakan mikrometer 320 tebal ditenun bersama-sama dengan helai bulu, boleh digabungkan ke dalam khemah, langsir, atau pakaian yang boleh dipakai.

Pakaian 'balut dapur' akan mengurangkan keperluan kami untuk A / C

"Fabrik itu sangat fleksibel, bernafas, ringan, dan boleh disesuaikan dengan pelbagai kegunaan," kata Wang.

Nanogenerators triboelektrik berasaskan gentian menangkap tenaga yang dihasilkan apabila bahan-bahan tertentu menjadi terikat elektrik selepas mereka masuk ke sentuhan bergerak dengan bahan yang berbeza. Untuk bahagian penuaian sinar matahari, pasukan Wang menggunakan fotoanodes yang dibuat dalam bentuk berbentuk dawai yang boleh ditenun bersama dengan serat lain.

"Tulang belakang tekstil diperbuat daripada bahan polimer yang biasa digunakan untuk membuat dan mesra alam," kata Wang. "Elektrod juga dibuat melalui proses kos rendah, yang memungkinkan penggunaan perkilangan berskala besar."

Dalam salah satu eksperimen mereka, pasukan Wang menggunakan kain hanya kira-kira saiz kepingan kertas pejabat dan melekatkannya kepada tongkat seperti bendera berwarna-warni kecil. Melancarkan tingkap di dalam kereta dan membiarkan tamparan bendera di angin, para penyelidik mampu menghasilkan kuasa yang besar dari sebuah kereta bergerak pada hari yang mendung. Para penyelidik juga mengukur output dengan sekeping 4-by-5-centimeter, yang dikenakan kapasitor komersil 2 mF ke voltan 2 dalam satu minit di bawah cahaya matahari dan pergerakan.

"Itu menunjukkan ia mempunyai keupayaan yang baik untuk bekerja walaupun dalam persekitaran yang keras," kata Wang.

Walaupun ujian awal menunjukkan kain boleh menahan kegunaan berulang dan ketat, para penyelidik akan melihat ketahanan jangka panjangnya. Langkah seterusnya juga termasuk mengoptimumkan kain untuk kegunaan industri, termasuk membangunkan enkapsulasi yang betul untuk melindungi komponen elektrik dari hujan dan kelembapan.

Kerja ini muncul dalam jurnal Tenaga Alam.

Pembiayaan datang dari Yayasan Pengerusi Hightower, KAUST dan program "ribuan talent" untuk penyelidik perintis dan pasukan inovasinya, Yayasan Sains Asli Negara China, dan Dana Penyelidikan Fundamental untuk Universiti-universiti Pusat. Apa-apa kesimpulan atau cadangan adalah pengarang dan tidak semestinya mewakili pandangan rasmi organisasi penaja.

sumber: Georgia Tech

Buku-buku yang berkaitan

at InnerSelf Market dan Amazon