חוקרים ממכון הננו-חומרים של קלמנסון (CNI) קרובים צעד אחד יותר להפעלת העולם באופן אלחוטי באמצעות טריבואלקטיקה, מקור אנרגיה ירוק.
לפני כשנה, צוות פיזיקאי ב- CNI המציא את הננו-מחולל הטריבואלקטרי האולטרה פשוט (U-TENG). U-TENG עשוי פלסטיק וקלטת הוא מכשיר קטן המפיק חשמל מתנועה ורעידות. על ידי מחיאת כפיים או הקשה על הרגליים הוא יצר מתח שמתקבל עוד יותר על ידי מעגל חיצוני ונשמר בקבל או בסוללה עד שהוא נטען.
כתשעה חודשים לאחר מכן פרסמו החוקרים מאמר בכתב העת Advanced Energy Materials, בו נכתב כי הם יצרו TENG אלחוטי או W-TENG. ה- W-TENG מיוצר גם על ידי אותם חוקרים של U-TENG. ב- W-TENG מחליפים את הפלסטיק בגרפן (שכבה אחת של עופרת גרפיט) וחומצה פולילקטית (PLA). PLA טוב יותר בהפרדת מטענים חיוביים ושליליים אך לא בהובלת חשמל, בגלל החוקרים שידכו אותו לגרפן. קלטת קפטון שהיא החומר שתופס חשמל של U-TENG מוחלפת עם טפלון ב- W-TENG.
לאחר שקיבלו גרפן בתהליך של "sonication" וסיבי PLA ומילאו אותו למדפסת תלת מימד, הם יצרו את ה- W-TENG בהצלחה.
"אנו משתמשים בטפלון כיוון שיש בו הרבה קבוצות פלואור שהן מאוד אלקטרונטיביות, ואילו הגרפן-PLA הוא מאוד-חיובי. זו דרך טובה להרכיב וליצור מתח גבוה, "אמרה ראמקרישנה פודילה, מחברת המחקר המקבילה ועוזרת פרופסור לפיזיקה בקלמסון.
W-TENG מסוגל לייצר מקסימום 3,000 וולט המספיק להפעלת 25 שקעים סטנדרטיים או צג LCD. בגלל היותו מתח גבוה, W-TENG מייצר שדה חשמלי סביב עצמו הניתן לחישה אלחוטית. אז, החשמל האלחוטי יכול להיות מאוחסן בקבלים ובסוללות.
"זה לא יכול רק לתת לך אנרגיה, אלא אתה יכול להשתמש בשדה החשמלי גם כשלט מופעל. לדוגמה, אתה יכול להקיש על ה- W-TENG ולהשתמש בשדה החשמלי שלו כ'כפתור 'כדי לפתוח את דלת המוסך שלך, או שאתה יכול להפעיל מערכת אבטחה - הכל ללא סוללה, באופן פסיבי ואלחוטי, "אמר סאי סוניל מליניני, מחבר המחקר הראשון ותואר דוקטור. סטודנט לפיזיקה ואסטרונומיה.
ל- W-TENG יש יישומים רבים כמו בחלל החיצון, באמצע האוקיאנוס או אפילו בשדה הקרב. "כמה מדינות מתפתחות זקוקות לאנרגיה רבה, אם כי אין לנו גישה לסוללות או לשקעי חשמל בהגדרות כאלה, וישנו שימוש פילנתרופי מובהק להמצאת הצוות", אמר פודילה. "ה- W-TENG יכול להיות אחת הדרכים הנקיות יותר לייצר אנרגיה באזורים אלה."
צוות החוקרים מונחה שוב על ידי Mallineni, בתהליך הפטנט על ה- W-TENG באמצעות קרן המחקר של אוניברסיטת קלמסון. פרופסור אפאראו ראו, מנהל מכון ננו-חומרים קלמסון, שוחח עם שותפים תעשייתיים לשילוב ה- W-TENG ביישום אנרגיה.
יתר על כן, לפני תחילת הייצור התעשייתי, אמר פודילה כי יש לבצע מחקר נוסף כדי להחליף טפלון בחומר אלקטרוני-שלילי ידידותי יותר לסביבה. יונגצ'אנג דונג, סטודנט נוסף של CNI, הוביל את העבודה על הפגנת MXene-TENG שפורסמה במאמר בכתב העת Nano Energy בסמוך לנובמבר 2017. גם הרברט Behlow ו- Sriparna Bhattacharya מ- CNI מחלקים למחקרים אלה.
האם ה- W-TENG ישפיע על תחום האנרגיות האלטרנטיביות המתחדשות? ראו אמר שזה יגיע לכלכלה.
"אנחנו יכולים לקחת את זה רק עד כה כמדענים; הכלכלה צריכה להסתדר בכדי שה- W-TENG יצליח, "אמר ראו.