Трибоэлектрический эффект на волнах для энергии

Трибоэлектрический эффект на волнах для энергии

Специалистами тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории США (PNNL), как сообщается, разработан новый способ сбора энергии. Наряду с использованием ветра, для этих целей американцы решили испытать энергию волн. Для реализации выдвинутой идеи построили аппарат, конструкция которого использует трибоэлектрический эффект. Устройство генерирует статические разряды в процессе «гуляния» по волнам.

Трибоэлектрический эффект на волновом генераторе

Конструкция (экспериментальная) представляет трибоэлектрический наногенератор цилиндрической формы, наделённый функцией умножения частоты. Функционал обеспечивает получение энергии океанских волн, которые формируются в открытом океане с низкой частотой.

Разработчики при этом не претендуют на масштабы производства энергии в объёмах мегаватт для питания производственных энергосистем. Если и удастся получить некоторое количество тока, скорее всего, подобного рода приборы найдут применение лишь в качестве питателей устройств мониторинга океана. Таковые обычно содержат несколько датчиков и модуль спутниковой связи.

Между тем, трибоэлектрический эффект (связанный с эффектом трения) до настоящего момента остаётся до конца не изученным. Учёным удалось только получить некоторое понимание по материалам, которые способствуют формированию достаточно сильных статических разрядов.

В частности, известно, что эффект имеет место, когда два материала разной структуры контактируют на молекулярном уровне. При этом между структурами проявляется электростатическое притяжение. Эффект трения здесь сопровождается зарядом отдельно взятых электронов, которые отдают заряд при новом контакте.

Конфигурация и перспективы применения

Предлагаемая конструкция генератора фактически имеет конфигурацию «цилиндр внутри цилиндра». Тут внешняя область малого цилиндра и внутренняя область большего цилиндра обтянуты искусственным мехом и фторированным этиленпропиленом. Эта пара материалов даёт оптимальный трибоэлектрический эффект при трении.

Внутренний цилиндр вращается свободно относительно внешнего цилиндра. При этом генерируемое статическое электричество передаётся на специальные электроды. Усиливается выходной сигнал увеличением разницы скорости двух цилиндров. Достигается разница путём магнитного торможения движения внутреннего цилиндра до момента подъёма на гребень волны с последующим ускорением.

Как отмечается, разработка уникальна, так как даёт эффективное преобразование волновой энергии, генерирует значительную мощность от низкочастотных океанских волн. Американцы утверждают: до настоящего момента таких конструкций в мире не было. Жаль, что в случае удачных испытаний, эту уникальную разработку получат лишь океанские буи с парой датчиков. Заявка на прорыв вселяла куда больше надежд.


При помощи информации: PNNL