Ученые из Центрально-Южного университета Китая смогли извлечь в два раза больше энергии волн, чем сейчас добывают самые эффективные волновые наногенераторы. Этого удалось добиться благодаря устройству в форме трубки, внутри которой расположены жидкий раствор и электроды. Качаясь на волнах, жидкость внутри устройства также раскачивается, а электроды преобразовывают механическую энергию в электричество. Разработка может заметно повысить эффективность сбора энергии волн.
Китайские исследователи работают над устройством сбора энергии в форме герметичной трубки, которое может использовать энергию волн. Устройство, называемое жидко-твердым трибоэлектрическим наногенератором (TENG), содержит жидкий раствор внутри. Также внутри есть электроды, которые преобразуют механическую энергию перемещающейся туда-сюда жидкости в электричество. Подобное устройство, помещенное на волны, могло бы генерировать непрерывную чистую энергию от бесконечного колебания жидкости внутри.
Ученые также решили проблему низкой выходной мощности такого генератора. В традиционных конструкциях TENG электрод из медной фольги, преобразующий механическую энергию в электрическую, размещен в центре. Исследователи предположили, что если разместить электрод на конце трубки, это может повлиять на генерируемый выходной сигнал.
Чтобы проверить свою гипотезу, команда разработала два типа наногенераторов: один с электродом из медной фольги в центре, а другой с электродом на конце. Обе конструкции были помещены на стол, который раскачивался для имитации волн, а провод соединил электрод с внешней цепью. Трение воды, ударяющейся об электроды или скользящей по ним, производило электричество. Сравнивая мощность двух конструкций, исследователи обнаружили, что размещение электрода на конце трубки увеличило электрический ток в 2,4 раза, напряжение в 3,5 раза и заряд в 2 раза.
В отдельном эксперименте TENG с электродом на конце был подключен к матрице из 35 светодиодов. Каждый раз, когда вода попадала на электроды, светодиоды загорались и гасли после того, как вода отступала возле электрода.
Исследователи уверены, что они заложили основу для крупномасштабных устройств по сбору энергии в океане. Поскольку ветряные и солнечные электростанции сталкиваются с перебоями, так как зависят от времени суток и погоды, волны могут стать жизнеспособным и постоянным источником энергии.
