Nepplanten zijn niet langer saaie toevoegingen aan je huis, omdat wetenschappers kleine, bladvormige apparaten hebben gemaakt die wind en regen benutten om elektriciteit op te wekken. Een recente studie gepubliceerd in het tijdschrift ACS Sustainable Chemistry & Engineering beschrijft deze letterlijke 'energiecentrales'. Het team testte deze energieoogsters door ze in kunstplanten te verwerken.
De natuur kan op veel manieren elektriciteit produceren. Zonnepanelen zetten bijvoorbeeld lichtenergie van de zon om, en windturbines zetten de kinetische energie van bewegende lucht om. Maar deze methoden zijn vaak afhankelijk van één enkele bron en werken daarom alleen als die bron beschikbaar is. Zonnepanelen werken bijvoorbeeld niet na zonsondergang en rustige dagen produceren niet veel windenergie.
Onlangs zijn er multi-source energieoogsters ontstaan als een methode om energie uit verschillende hernieuwbare energiebronnen in één enkel apparaat te oogsten, waardoor de potentiële output wordt gemaximaliseerd. Daarom wilden Ravinder Dahiya en zijn collega's een energieoogstmachine met meerdere bronnen creëren die elektriciteit uit zowel wind als regen kon opwekken.
Het onderzoeksteam bouwde twee verschillende soorten energieoogsters: een drie-elektrische nanogenerator (TENG) om kinetische energie uit wind te oogsten, en een druppelenergiegenerator (DEG) om energie uit vallende regendruppels te oogsten. De TENG bestaat uit een laag nylon nanovezels ingeklemd tussen een laag polytetrafluorethyleen (algemeen bekend als Teflon™) en koperen elektroden.
Wanneer deze twee materiaallagen tegen elkaar worden gedrukt, wordt statische elektriciteit opgewekt en omgezet in elektrische energie. Polytetrafluorethyleen wordt ook gebruikt om DEG te maken, dat waterdicht is gemaakt en bedekt is met geleidend weefsel als elektroden. Wanneer een regendruppel een van de elektroden raakt, veroorzaakt dit een onbalans in de lading, waardoor een kleine stroom en een hoge spanning ontstaat. Onder optimale omstandigheden kan de TENG 252 volt produceren en de DEG 113 volt, maar slechts voor een korte tijd.
Het onderzoeksteam monteerde de DEG bovenop de TENG en integreerde de bladvormige generator in de kunstplant. Wanneer deze bladvormige generatoren worden blootgesteld aan omstandigheden die natuurlijke wind en regen simuleren, knipperen ze gedurende korte perioden om 10 LED-lampen van stroom te voorzien. De onderzoekers zeggen dat dit proof-of-concept "energiecentrale" -apparaat verder kan worden ontwikkeld tot een groter systeem of netwerk van energiecentrales om schone energie uit natuurlijke bronnen te produceren.
Samengestelde bron: ScitechDaily