We kunnen binnenkort onze telefoons opladen door te bewegen

Onderzoekers aan de Vanderbilt University, VS, hebben een nieuw systeem voor het oogsten van energie bedacht dat mogelijk kan helpen bij het opladen van onze persoonlijke apparaten door gewoon te bewegen.




Een prototype-apparaat gemaakt van lagen zwarte fosfor die onze apparaten tijdens het verplaatsen kunnen opladen. | Bron: Vanderbilt University

In een artikel getiteld ‘Ultralow Frequency Electrochemical Mechanical Strain Energy Harvester using 2D Black Phosphorus Nanosheets’, gepubliceerd op het online tijdschrift van ACS Energy Letters, wordt getoond hoe een ultradun apparaat elektriciteit kan oogsten uit menselijke bewegingen.

'In de toekomst verwacht ik dat we allemaal laaddepots worden voor onze persoonlijke apparaten door energie rechtstreeks uit onze bewegingen en het milieu te halen,' zei universitair docent werktuigbouwkunde Cary Pint, die het onderzoek leidde.



Lees ook: Deze slimme band biedt realtime informatie over de staat

Het laboratorium voor nanomaterialen en energie-apparaten van de universiteit heeft het apparaat gebouwd met behulp van batterijtechnologie en lagen zwarte fosfor die slechts enkele atomen dik zijn.

Het apparaat genereert energie wanneer er externe druk op wordt uitgeoefend. De wrijving die door het menselijk lichaam wordt veroorzaakt terwijl het in beweging is, is voldoende om zoveel druk op het apparaat uit te oefenen dat het energie kan produceren.

“Als je naar Usain Bolt kijkt, zie je de snelste man op aarde. Als ik naar hem kijk, zie ik een machine werken bij 5 Hertz, 'zei Nitin Muralidharan, een promovendus die mede-leiding gaf aan het onderzoek.

Het team heeft meer dan drie jaar onderzoek gedaan naar het gedrag van batterijmaterialen bij blootstelling aan externe druk - buigen en strekken.

“In vergelijking met de andere benaderingen die zijn ontworpen om energie uit menselijke beweging te oogsten, heeft onze methode twee fundamentele voordelen. De materialen zijn atomair dun en klein genoeg om in textiel te worden geïmpregneerd zonder het uiterlijk of het gevoel van de stof te beïnvloeden en het kan energie onttrekken aan bewegingen die langzamer zijn dan 10 Hertz - 10 cycli per seconde - over het hele laagfrequente bewegingsvenster dat overeenkomt met menselijke beweging, 'zei Pint.

Hoewel het apparaat momenteel niet genoeg spanning produceert om een ​​smartphone effectief op te laden, citeren de onderzoekers dat meer onderzoek en het werken aan grotere applicaties hen in staat zullen stellen om in de toekomst zelfs slimme kleding aan te drijven.

Ze onderzoeken ook het ontwerp van elektrische apparaten zoals LCD die op lage spanning kunnen werken.

Meer in nieuws: Ooit afgevraagd hoe spinnen zo sluipend zijn? Wetenschappers hebben mogelijk het antwoord

'Dit is tijdig en opwindend onderzoek, gezien de groei van draagbare apparaten zoals exoskeletten en slimme kleding, die mogelijk kunnen profiteren van de vooruitgang van Dr. Pint op het gebied van materialen en energieoogst', aldus Karl Zelik, universitair docent mechanische en biomedische technologie aan Vanderbilt, een expert op het gebied van biomechanica van voortbeweging die niet heeft deelgenomen aan de ontwikkeling van het apparaat.

Hoewel, op dit moment is de innovatie van Pint vatbaar voor ontbranding onder immense druksituaties - per se, 'het onder een blaasbrander brengen', maar de onderzoekers beweren dat dit ook kan worden opgelost door solid-state elektrolyt op hun apparaat te gebruiken.

Het apparaat is momenteel in ontwikkeling, maar dergelijke innovaties zijn hard nodig, omdat het onderhoud van de batterij in onze meerdere persoonlijke apparaten soms een gedoe kan zijn.