研究者らは、摩擦電気の原理を利用して、電荷を生成する比較的簡単で最適な方法を発見しました。この画期的な進歩により、バッテリーなしでウェアラブルやその他のデバイスに電力を供給する方法が提供される可能性があります。
クリーンエネルギー発電の分野において、摩擦電気は比較的知られていない分野です。これは基本的に静電気と同じものです。2 つの表面がこすれたり、引き離されたりするとき、摩擦によってエネルギーが発生します。このアプローチは大量の電力を生成できないため、風力、太陽光、地熱、その他のグリーン エネルギーの取り組みに取って代わることはできませんが、医療機器やウェアラブル技術などの小規模な用途に応用できる可能性があります。
実際、摩擦電気は食品中の水銀レベルを検出するセンサーの開発に使用されています。一酸化炭素と温度変化を検出できる森林火災を監視するための木に取り付けられた装置。あらゆる生地をマイクロ発電所に変えることができる特別な糸。アラバマ大学の研究者は、両面テープとプラスチックフィルムを使用した安価な摩擦発電機さえ作成しました。
今回、ブリュッセル、オーストラリア、香港の研究者チームは、摩擦電気効果の有効性の別の秘密を発見しました。さまざまな材料を使った実験の後、科学者たちはメラミンとホルムアルデヒドを使用してナノスケールのプラスチックビーズを作成しました。その後、ハイブリッド ビーズのサイズが効率的な摩擦電気エネルギー生成の成功の鍵であることを発見しました。
具体的には、大きなビーズは負の電荷を持つ傾向があり、小さなビーズは正の電荷を持つ傾向があることを発見しました。フィルムの片面に小さなビーズ、もう片面に大きなビーズを配置した摩擦電気ナノ発電機（TENG）と呼ばれるシステムを設計することで、他の摩擦電気方式が通常出力できるよりも多くの電気を出力できると彼らは述べている。これには、2 つの粗い表面をこすって電荷を生成する方法が含まれます。実験中に測定された電流出力はナノアンペア単位でしかないため、あまり興奮する必要はないことに注意してください。
ビーズは互いに擦れないため、寿命が長くなり、テストでは 10,000 回のサイクルに耐えられることが示されています。研究者らはまた、ビーズは溶剤を使用せずに製造できるため製造コストが安くなり、摩耗した場合には粉末を塗るだけで新しくできると述べている。
「私たちの研究は、材料の選択を少し変えるだけでエネルギー生産効率が大幅に向上する可能性があることを示しています」と、研究の筆頭著者であるブリュッセル・リブレ大学のイグナス・ジミダール氏は述べた。 「これにより、従来のエネルギー源に依存せずに、摩擦電気ナノ発電機を日常生活で使用できる新たな可能性が開かれます。」
この研究結果は、Small 誌に掲載された論文で詳しく説明されています。