Berta Sándor
A párából termel áramot egy új eszköz
A levegőben lévő tengeri só-ionokkal működő nedves-száraz szövet állandó elektromos teljesítményt nyújt.
A Szingapúri Nemzeti Egyetem (NUS) kutatói olyan öntöltő, ultravékony készüléket fejlesztettek ki, amely a párából termel áramot. A berendezés egy mindössze 0,3 milliméter széles szövetrétegből, tengeri sóból, széntintából és egy vízfelszívó gélből áll. A nedvességgel irányított áramtermelésre (MEG) szolgáló újszerű megoldás az anyagok kölcsönhatásának köszönhetően működik. A szakemberek szerint számos alkalmazási lehetőség rejlik benne, beleértve az olyan önműködő dolgokat, mint a viselhető elektronika, az egészségmegőrző és az információtároló eszközök, valamint az elektronikus bőrérzékelők. A MEG-technológiákkal kapcsolatos kihívások közé tartozik a készülék víztelítettsége, amikor a környezeti páratartalomnak van kitéve, valamint az elégtelen elektromos energiaellátás.
A hagyományos MEG-berendezések által termelt áram eddig nem volt elegendő elektromos berendezések működtetéséhez, és azok nem is fenntarthatók. E problémák leküzdésére alkották meg a szingapúri tudósok Tan Swee Ching vezetésével az új megoldást, amelynek a vékony szövetrétegét szén nanorészecskékkel vonták be. A kutatók egy kereskedelmi forgalomban kapható, fapépből és poliészterből készült szövetet használtak, amelynek a nedves területét higroszkópos ionos hidrogéllel vonták be. A tengeri sóból készült vízfelszívó gél eredeti súlyának több mint hatszorosát képes magába szívni és kivonja a nedvességet a levegőből. Fontos kiemelni, hogy Szingapúrban az átlagos páratartalom mindig 80 százalék felett van.
A szövet másik vége a száraz, mivel nem tartalmaz higroszkóp-ionos hidrogél réteget. Az eszköz áramot termel, amint a tengeri só ionjai leválnak, míg a nedves területen lévő víz elnyelődik. A pozitív töltésű szabad ionokat a negatív töltésű szén nanorészecskék elnyelik. Ez megváltoztatja a szövet felszínét, a felületen elektromos mező jön létre. Ezek a felszíni változások a szövetnek azt a képességet is biztosítják, hogy tárolja az elektromosságot későbbi felhasználásra.
A nedves-száraz területek egyedülálló elrendezésével a NUS kutatói a nedves területen magas, a száraz területen pedig alacsony víztartalmat tartottak fenn. Ennek eredményeként az elektromos teljesítmény állandó marad, még akkor is, ha a nedves terület vízzel telített. Nyílt, párás környezetben 30 nap elteltével a víztartalom a nedves régióban megmaradt, ami bizonyítja a készülék hatékonyságát az elektromos energia fenntartásában.
"Ezzel az egyedülálló aszimmetrikus szerkezettel a MEG-berendezésünk elektromos teljesítménye jelentősen javult a korábbi MEG-technológiákhoz képest, ami lehetővé teszi, hogy számos elterjedt elektronikus terméket, például egészségügyi monitorokat és hordozható elektronikai eszközöket tápláljon" - fejtette ki Tan. A megoldás nagy rugalmasságot mutat és ellenáll a csavarás, gördülés és hajlítás okozta igénybevételnek.
A Szingapúri Nemzeti Egyetem (NUS) kutatói olyan öntöltő, ultravékony készüléket fejlesztettek ki, amely a párából termel áramot. A berendezés egy mindössze 0,3 milliméter széles szövetrétegből, tengeri sóból, széntintából és egy vízfelszívó gélből áll. A nedvességgel irányított áramtermelésre (MEG) szolgáló újszerű megoldás az anyagok kölcsönhatásának köszönhetően működik. A szakemberek szerint számos alkalmazási lehetőség rejlik benne, beleértve az olyan önműködő dolgokat, mint a viselhető elektronika, az egészségmegőrző és az információtároló eszközök, valamint az elektronikus bőrérzékelők. A MEG-technológiákkal kapcsolatos kihívások közé tartozik a készülék víztelítettsége, amikor a környezeti páratartalomnak van kitéve, valamint az elégtelen elektromos energiaellátás.
A hagyományos MEG-berendezések által termelt áram eddig nem volt elegendő elektromos berendezések működtetéséhez, és azok nem is fenntarthatók. E problémák leküzdésére alkották meg a szingapúri tudósok Tan Swee Ching vezetésével az új megoldást, amelynek a vékony szövetrétegét szén nanorészecskékkel vonták be. A kutatók egy kereskedelmi forgalomban kapható, fapépből és poliészterből készült szövetet használtak, amelynek a nedves területét higroszkópos ionos hidrogéllel vonták be. A tengeri sóból készült vízfelszívó gél eredeti súlyának több mint hatszorosát képes magába szívni és kivonja a nedvességet a levegőből. Fontos kiemelni, hogy Szingapúrban az átlagos páratartalom mindig 80 százalék felett van.
A szövet másik vége a száraz, mivel nem tartalmaz higroszkóp-ionos hidrogél réteget. Az eszköz áramot termel, amint a tengeri só ionjai leválnak, míg a nedves területen lévő víz elnyelődik. A pozitív töltésű szabad ionokat a negatív töltésű szén nanorészecskék elnyelik. Ez megváltoztatja a szövet felszínét, a felületen elektromos mező jön létre. Ezek a felszíni változások a szövetnek azt a képességet is biztosítják, hogy tárolja az elektromosságot későbbi felhasználásra.
A nedves-száraz területek egyedülálló elrendezésével a NUS kutatói a nedves területen magas, a száraz területen pedig alacsony víztartalmat tartottak fenn. Ennek eredményeként az elektromos teljesítmény állandó marad, még akkor is, ha a nedves terület vízzel telített. Nyílt, párás környezetben 30 nap elteltével a víztartalom a nedves régióban megmaradt, ami bizonyítja a készülék hatékonyságát az elektromos energia fenntartásában.
"Ezzel az egyedülálló aszimmetrikus szerkezettel a MEG-berendezésünk elektromos teljesítménye jelentősen javult a korábbi MEG-technológiákhoz képest, ami lehetővé teszi, hogy számos elterjedt elektronikus terméket, például egészségügyi monitorokat és hordozható elektronikai eszközöket tápláljon" - fejtette ki Tan. A megoldás nagy rugalmasságot mutat és ellenáll a csavarás, gördülés és hajlítás okozta igénybevételnek.