Новое смарт-окно, которое собирает энергию от ветра и дождя

Автор: Елена
22.04.2015, 11:50

Похоже, что в недалеком будущем непогода за окном будет генерировать электричество для домашних электроприборов. Об этом говорят исследователи из Технологического института в Джорджии в Атланте, которые разработали смарт-стекло, собирающее энергию от дождя и ветра.

Инновационная технология трибоэлектрического наногенератора (TENG), разработанная учеными, позволяет эффективно преобразовывать окружающую механическую энергию в электричество.

Созданная на основе этой технологии «умная» оконная система с автономным питанием включает в себя интегрированное в стекло электрохромное устройство (ECD) с прозрачными наногенераторами TENG, которые запускаются от воздействия на стекло капель дождя и порывов ветра. Выработанный наногенераторами электрический ток используется для электрохимических окислительно-восстановительных реакций, в результате которых меняются оптические свойства стекла, и в особенности степень светопроницаемости, от прозрачного до темно-синего цвета. По сути, ученые изобрели новый вид возобновляемого источника энергии и применили его для создания смарт-стекла.

В конструктивном плане, на поверхности нового стекла наногенераторы расположены в два слоя. Наружный слой наногенераторов собирает статическое электричество от дождя. Эти наногенераторы, в виде наноскопических пирамид, изготовленных из отрицательно заряженного силиконового материала полидиметилсилоксана, производят электрический ток при попадании на стекло капель дождя (которые имеют положительный заряд).

Внутренний слой наногенераторов расположен прямо под наружным слоем и собирает энергию от ветра. Этот слой состоит из двух пластин заряженного прозрачного пластика, разделенных наноскопическими витками пружины. При порывах ветра пружины сжимаются, и при приближении заряженных пластин пластика создается электрический ток.

В экспериментах, проведенных учеными, новое смарт-стекло способно производить до 130 милливатт на квадратный метр, чего достаточно для питания кардиостимулятора или смартфона в спящем режиме. В настоящее время исследователи продолжают работу над повышением энергоэффективности трибоэлектрических наногенераторов. По их словам, эти устройства могут преобразовывать до 60 процентов механической энергии в электричество. Кроме того, ученые рассматривают возможность сохранения энергии, выработанной смарт-стеклом, к примеру, с помощью включения в стекло прозрачных суперконденсаторов.

фотоматериал: energyharvestingjournal.com