Mühendisler, düşük frekanslı hareketi elektrik enerjisine dönüştüren bir cihazı test ediyorlar. Fikir, bir telefona veya tablete güç vermek için, bir parmağınızla ekrana dokunmak gibi, boşa çıkan enerjiyi toplamaktan ibaret.
” Şu anda, düşük frekanstaki, başka hiçbir cihazın, bu performansı geçebileceğini düşünmüyoruz”.”
Penn State Bilim ve Mühendislik Profesörü Qing Wang, “Konseptimiz, insan hareketi veya okyanus dalgaları gibi düşük frekanslı hareketi elektriğe dönüştürmenin bir yolunu özel olarak tasarlamaktır” diyor.
Bu konsept, mekanik enerjiyi toplayan ve elektriğe dönüştüren aygıtları, giyilebilir elektronik cihazları ve tıbbi cihazları güçlendirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Piezoelektrik etkiyi temel alan bu aygıtların en yaygın olanı, yüksek frekansta, saniyede 10’dan fazla titreşimle en verimli şekilde çalışır. Ancak daha düşük frekanslarda performansları çarpıcı bir şekilde düşüyor.
Wang, “Şu anda, düşük frekanslarda, başka hiçbir cihaz bunu başaramayabilir” diyor. “Bu yüzden bu konseptin heyecan verici olduğunu düşünüyorum.”
Yeni cihaz nasıl çalışır?
İyonik diyot olarak adlandırılan cihaz, polikarbonat membranla ayrılmış karşıt yüklü hareketli iyonlara sahip iki nanokompozit elektrottan oluşur. Elektrotlar, karbon nanotüpleri ile doldurulmuş ve iyonik sıvılarla infüze edilmiş, bir polimerik matristir. Nanotüpler elektrotların iletkenliğini ve mekanik mukavemetini arttırır.
Mekanik bir kuvvet uygulandığında, iyonlar zar boyunca yayılır ve böylece sürekli bir doğru akım oluşur. Aynı zamanda, dengeye ulaşılana kadar iyon difüzyonuna karşı koyan yerleşik bir potansiyel kurulmuştur.
Komple döngü, onda bir Hertz frekansı veya 10 saniyede bir frekansta çalışır.
Wang, “Cihaz bir polimer olduğundan esnek ve hafiftir” dedi. “Bir sonraki nesil akıllı telefona dahil edildiğinde, pil için gereken enerjinin yüzde 40’ını sağlamayı umuyoruz.”
Ekip, Advanced Energy Materials’da cihazı tanımlıyor.
Gelecekteki çalışmalar, akıllı telefonlara ve tabletlere daha fazla optimizasyon ve entegrasyon da gerektirecektir.
Samsung, Çin Bilim Kurulu ve Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı da projeyi destekledi.
