Σάββατο, 6 Αυγούστου 2011

Ενέργεια από την κίνηση



Αν οι μηχανικοί στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Berkeley, πετύχουν στην προσπάθειά τους, το "Power Dressing» θα μπορούσε να είναι πάλι στη μόδα. Ωστόσο, αντί για μαξιλάρια στον ώμο όπως ήταν το στυλ του '80, οι μηχανικοί δημιουργούν νανοΐνες, σαρώσεως ενέργειας. Μικροσκοπικές νανογεννήτριες θα μπορούν στο μέλλον, να υφαίνονται σε είδη ένδυσης και κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα για την τιθάσευση και άντληση της ενέργειας που δημιουργείται μέσω κανονικής κίνησης του σώματος για την φόρτιση κινητών ηλεκτρονικών συσκευών.

Οι πιεζοηλεκτρικές ιδιότητες του νανοϊνών, τους επιτρέπει να μετατρέπουν τη μηχανική ενέργεια που δημιουργείται όταν είναι τεντωμένες και στριμμένες, σε ηλεκτρική ενέργεια. Και θεωρητικά, όσο πιο έντονες είναι οι κινήσεις του σώματος, τόσο περισσότερη ενέργεια δημιουργείται. Επειδή οι νανοΐνες προέρχονται από οργανικό φθοριούχο πολυβινυλιδένιο ή PVDF, είναι ευέλικτες και σχετικά εύκολες και φθηνές στην κατασκευή. 

"Και επειδή οι νανοΐνες είναι τόσο μικρές, θα μπορούσαμε να τις υφάνουμε απ' ευθείας σε ρούχα χωρίς αισθητή αλλαγή στην άνεση, για τον χρήστη», δήλωσε ο Liwei Lin, του πανεπιστημίου Berkeley καθηγητής μηχανολογίας και επικεφαλής της διεθνούς ερευνητικής ομάδας που ανέπτυξε το νανογεννήτριες ινών. 

Η επιδίωξη της παραγωγής και συγκομιδής ενέργειας από μηχανικές κινήσεις μέσω φορητών νανογεννητριών, δεν είναι νέα. Άλλες ερευνητικές ομάδες έχουν κάνει στο παρελθόν νανογεννήτριες από ανόργανα υλικά ημιαγωγών, όπως το οξείδιο του ψευδαργύρου ή το τιτανικό βάριο. Ωστόσο, οι ανόργανες νανογεννήτριες είναι πιο εύθραυστες και πιο δύσκολες για να χρησιμοποιηθούν σε μεγάλες ποσότητες. 

Οι μικροσκοπικές νανογεννήτριες έχουν διάμετρο 500 νανομέτρων, ή περίπου 100 φορές λεπτότερη από μια ανθρώπινη τρίχα και το ένα δέκατο του πλάτους της κοινής ίνας υφάσματος. Οι ερευνητές επανειλημμένα έτριψαν και τέντωσαν τις νανοΐνες, παράγοντας ηλεκτρική ενέργεια που κυμαινόταν από 5 έως 30 χιλιοστοβόλτ και 0,5 έως 3 νανοαμπέρ. Δεν παρατηρήθηκε δε, καμιά αισθητή υποβάθμιση μετά την καταπόνηση των νανοϊνών για συνεχόμενα 100 λεπτά σε μια συχνότητα των 0,5 hertz. 

Η ομάδα Lin του Πανεπιστημίου του Berkeley είναι και πρωτοπόρος της τεχνικής κοντινού ηλεκτροστατικού πεδίου που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία και τη τοποθέτηση των πολυμερικών νανογεννητριών σε αποστάσεις ανά 50 μικρόμετρα επάνω σε ειδικό πλέγμα. Η τεχνολογία αυτή επιτρέπει μεγαλύτερο έλεγχο της τοποθέτησης των νανοϊνών επάνω σε μια επιφάνεια,από τους ερευνητές, ώστε να ευθυγραμμίζουν σωστά τις νανογεννήτριες, με το θετικό και τον αρνητικό τους πόλος να είναι σε αντίθετα άκρα, παρόμοια προς τους πόλους μιας μπαταρίας. Χωρίς αυτό το στοιχείο ελέγχου, οι ερευνητές εξήγησαν, ότι οι αρνητικοί και θετικοί πόλοι αλληλοεξουδετερώνονται, με αποτέλεσμα τη μείωση της ενεργειακής απόδοσης.

Οι ερευνητές απέδειξαν πειραματικά ότι η απόδοση μετατροπής ενέργειας με αυτή τη μέθοδο, φθάνει το 21,8%, με μέσο όρο 12,5%. 

"Παραδόξως, η ενεργειακή απόδοση των νανοϊνών είναι πολύ μεγαλύτερη από το 0,5% έως 4% που επιτεύχθηκε σε τυπικές γεννήτριες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας οι οποίες κατασκευάζονται από πειραματικά πιεζοηλεκτρικά υμένια PVDF, καθώς και από το 6,8% το νανογεννητριών, κατασκευασμένων από λεπτά σύρματα οξειδίου του ψευδαργύρου», είπε ο επικεφαλής της μελέτης, κ. Chieh Chang 

«Πιστεύουμε ότι η απόδοση ενδέχεται να αυξηθεί περαιτέρω," είπε ο καθηγητής Lin. "Στα προκαταρκτικά μας αποτελέσματα, βλέπουμε μια τάση πως όσο μικρότερη είναι η ίνα που έχουμε, τόσο καλύτερη είναι η ενεργειακή απόδοση. Δεν γνωρίζουμε ποιο θα είναι το όριο."

Όπως γίνεται αντιληπτό, οι εφαρμογές αυτής της τεχνολογίας θα είναι πολλές σε όλους τους τομείς και βεβαίως περισσότερο στον στρατιωτικό. Οι στρατιώτες θα φορτίζουν όλες τις συσκευές τους από τις νανογεννήτριες τις εμφυτευμένες στη στολή τους και στ΄άρβυλά τους χωρίς το βάρος όλων των μπαταριών διαφορετικών τύπων και μεγεθών. Το θέμα είναι σε πόση καταπόνηση θ' αντέχουν! Θα βρουν την άκρη γι' αυτό, είμαι σίγουρος.

Υπάρχουν και άλλα προγενέστερα άρθρα για το θέμα, από το 2008! Είχα και εγώ αναφερθεί σε προηγούμενο άρθρο για κάτι παρόμοιο. Αυτό σημαίνει ότι η "δουλειά" έχει προχωρήσει αλλά δεν μιλάνε! Ίσως αυτή τη στιγμή να γίνεται χρήση της τεχνολογίας για στρατιωτικούς σκοπούς, κυρίως φαντάζομαι στις ειδικές δυνάμεις. 

Ίσως πάλι η τόσο φτηνή παραγωγή ενέργειας να μη συμφέρει κάποιους προς το παρόν! Ότι όμως και να κάνουν, το μέλλον πλησιάζει γοργά!



Δεν υπάρχουν σχόλια :

Δημοσίευση σχολίου

Γράψτε το σχόλιό σας, στα πλαίσια της ευγένειας και της ευπρέπειας.