クレムソンのナノマテリアル研究所（CNI）の研究者は、グリーンエネルギー源である摩擦電気を使用して世界にワイヤレスで電力を供給することに一歩近づいています。
約1年前、CNIの物理学者チームは、超単純な摩擦電気ナノ発電機（U-TENG）を発明しました。プラスチックとテープで作られたU-TENGは、動きと振動から電気を生成する小さなデバイスです。足を拍手または叩くことにより、電圧が生成され、外部回路によってさらに受信され、充電されるまでコンデンサまたはバッテリーに保存されます。
約9か月後、研究者たちはAdvanced Energy Materials誌に論文を発表し、ワイヤレスTENGまたはW-TENGを作成したと述べました。W-TENGもU-TENGの同じ研究者によって作られています。W-TENGでは、プラスチックはグラフェン（グラファイト鉛の単層）とポリ乳酸（PLA）に置き換えられています。PLAは、この研究者がグラフェンと組み合わせているため、正電荷と負電荷の分離には優れていますが、電気の伝導には優れていません。U-TENGの電気をつかむ材料であるカプトンテープは、W-TENGでテフロンと交換されます。
「超音波処理」とPLAファイバーのプロセスでグラフェンを取得し、それを3Dプリンターに充填した後、彼らはW-TENGの作成に成功しました。
「テフロンを使用しているのは、電気陰性度の高いフッ素基が多いのに対し、グラフェン-PLAは電気陰性度が高いためです。これは、高電圧を並置して生成するための良い方法です」と、この研究の対応する著者であり、クレムソンの物理学の助教授であるラーマクリシュナポディラは述べています。
W-TENGは、 25個の標準コンセントまたはLCDモニターに電力を供給するのに十分な最大3,000ボルトを生成できます。W-TENGは高電圧であるため、周囲に電界を発生させ、ワイヤレスで感知することができます。そのため、ワイヤレス電力はコンデンサーとバッテリーに蓄えることができます。
「それはあなたにエネルギーを与えるだけでなく、あなたは作動したリモコンとしても電界を使うことができます。たとえば、W-TENGをタップし、その電界を「ボタン」として使用してガレージのドアを開けたり、セキュリティシステムをアクティブにしたりできます。すべてバッテリーなしで、受動的かつワイヤレスで行うことができます」と、Sai SunilMallineni氏は述べています。研究の筆頭著者であり、博士号を取得しています。物理学と天文学の学生。
W-TENGには、宇宙空間、海の真ん中、さらには戦場など、さまざまな用途があります。「いくつかの発展途上国は多くのエネルギーを必要としますが、そのような環境ではバッテリーや電源コンセントにアクセスできない可能性があり、チームの発明には明確な慈善活動があります」とポディラ氏は述べています。「W-TENGは、これらの分野でエネルギーを生成するためのよりクリーンな方法の1つになる可能性があります。」
研究者のチームは、クレムソン大学研究財団を通じてW-TENGの特許を取得する過程で、再びMallineniによって指導されています。クレムソンナノマテリアル研究所の所長であるApparaoRao教授は、W-TENGをエネルギーアプリケーションに統合するために産業パートナーと話し合いました。
さらに、工業生産を開始する前に、ポディラ氏は、テフロンをより環境に優しい電気陰性材料と交換するために、より多くの研究を行う必要があると述べました。CNIの別の学生であるYongchangDongは、2017年11月近くにジャーナルNanoEnergyの記事に掲載されたMXene-TENGのデモンストレーションの作業を主導しました。CNIのHerbertBehlowとSriparnaBhattacharyaもこれらの研究に配りました。
W-TENGは、代替の再生可能エネルギーの領域に影響を与えますか？ラオはそれが経済学に帰着すると言いました。
「私たちは科学者までしかそれを受け入れることができません。W-TENGが成功するためには、経済学がうまくいく必要があります」とRao氏は述べています。