Hittat ett sätt att ladda gadget som utvinner energi från rymden omkring oss

Energi ständigt runt folk i sina många former — i solljuset, värmen i rummet och även rörelser av människor själva. All denna energi är oftast bara förlorade, men det kan användas för att ge ström till mobila och bärbara prylar — från biometriska sensorer för att smarta klockor. Forskare från University of Oulu (Finland) har man funnit ett mineral med perovskite kristall struktur vars egenskaper gör det möjligt att dra energi samtidigt från många olika källor.

Perovskites — en samling av mineraler, av vilka många har visat sig vara lovande på grund av dess förmåga att samtidigt skörda energi från en eller två typer. Några av medlemmarna av denna familj, till exempel, kan vara bra för att omvandla solenergi till elektricitet. Den andra, bättre klara med utvinning av energi från förändringar i temperatur och tryck som kan hända under rörelse. Kalla dem, respektive pyroelektrisk och piezoelektriska material.

Ibland, naturligtvis, en typ av energikälla är inte tillräckligt. En viss form av energi finns kanske inte alltid — vid molnigt väder eller när personen inte rör sig. Därför har forskarna utvecklat en anordning som kan extrahera olika former av energi. Men sådana enheter kräver olika material för att göra dem alltför skrymmande för användning i kompakta enheter.

I Applied Physics Letters publicerat resultaten av en studie utförd av Bai Yang (Yang Bai) och hans kollegor från Universitetet i Uleåborg. Forskare har studerat en viss typ av perovskite, som kallas KBNNO, vilket förmodligen kunna utvinna energi i olika former. Som alla perovskites, KBNNO är en ferroelektriska material fylld med små elektriska dipoler är som små pilar i kompassen i magnet.

När sådana KBNNO ferroelektriska material erfarenheter temperatur förändringar, det skiftar dipoler således framkallas genom elektrisk ström. Elektrisk laddning är också samlat i enlighet med inriktningen i dipolmoment. Deformation av materialet leder till att vissa delar attrahera eller repellera avgift, som igen leder till produktion av ett aktuellt.

Tidigare forskare har studerat solceller och Allmänna ferroelektriska egenskaper KBNNO, men denna studie genomfördes på 200 grader under fryspunkten, och de var inte inriktad på väsentliga egenskaper som hänger samman med temperatur och tryck. I den nya studien, sade Yang Bai, var först utvärderas alla dessa materialegenskaper, vilket manifesteras i rumstemperatur.

Experiment har visat att även KBNNO bra för att generera elektrisk energi från värme och tryck, det är inte lika bra som andra perovskites. Den kanske mest spektakulära upptäckten av forskare möjlighet att ändra sammansättningen KBNNO att förbättra sin pyroelektrisk och piezoelektriska egenskaper. Det är alltså möjligt att "skräddarsy" alla dessa egenskaper och använda dem så effektivt som möjligt. Yang Bai med hans kollegor undersöker möjligheten att förbättra material KBNNO med användning av natrium.

Yang Bai sade också att nästa år hoppas han att skapa en prototyp enhet som utvinner energi från olika källor. Produktionen är enkel, så kommersialisering av denna teknik kan genomföras inom några år efter det att forskarna kommer att avgöra det bästa materialet.

Enligt Yang Bai, denna teknik kan leda till en snabbare utveckling i de områden av sakernas Internet och smarta städer där energikrävande sensorer och enheter kommer att kunna ha ständig tillgång till ström.

Detta material är sannolikt att användas i batterier av enheter, öka sin effektivitet och minska behovet av täta avgifter. En dag, kompletterar sin berättelse Yang Bai, användaren behöver inte någonsin att sätta din gadget för laddning. Batteri kompakta enheter i modern mening kan vara kvar i det förflutna.

Men det faktum att den teoretiska sättet att göra detta utan batterier i prylar, betyder inte att varken tillkomsten av produkter med hjälp av denna teknik eller teknik som någonsin kommer att förverkligas.

Kommer det någonsin bärbara enheter och även smartphones utan batterier, vilket är tillräckligt för den energi som finns i utrymmet runt, men är förlorad eftersom det inte finns någon effektiv metod för att utvinningen?

material sciencedaily.com