Инженеры Чанчуньского технологического университета создали гибкий самозаряжающийся прибор, который благодаря получению и накоплению биомеханической энергии успешно зарядил электронные наручные часы.
Самозаряжающееся устройство состоит из суперконденсатора и трибоэлектрического наногенератора. Суперконденсатор отвечает за хранение энергии и представляет собой “сэндвич” из никель-ванадиевого катода, нанесенного на углеродную ткань, цинк-вместительного электролита и углеродного анода.
Принцип работы наногенератора основан на трибоэлектрическом эффекте – естественном явлении генерации разности потенциалов при трении двух материалов. Генератор состоит из никель-ванадиевого композита на углеродистой ткани и полимерного слоя из полидиметилсилоксана. При растяжении или сжатии устройства при контакте с кожей происходит перераспределение зарядов между слоями и появление электрического тока. Суперконденсатор и наногенератор прибора соединены с помощью выпрямителя, превращающего переменный ток в постоянный.
Благодаря своей гибкости и легкому весу, наногенератор можно закрепить на теле, а суперконденсатор надеть на запястье как браслет под электронные часы. Наногенератор генерирует биомеханическую энергию при контакте с телом и передает ее на конденсатор, обеспечивая непрерывную подзарядку часов. В ходе испытаний устройство продемонстрировало высокое значение удельной емкости 267 мФ/см2 и максимальную мгновенную мощность 18 мВт/см2 в течение 40 минут работы.
Впервые трибоэлектрический эффект описал древнегреческий философ и математик Фалес Милетский в ходе опытов с янтарными палочками. Он отметил, что если янтарную палочку натереть кошачьим мехом, то ею можно “притянуть” легкие предметы, например, перья. С греческого термин электричество переводится как янтарность (электрон = янтарь).
