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Università del Texas a Dallas
I ricercatori hanno sviluppato un filo fatto di nanotubi in grado di generare energia elettrica e hanno il potenziale di, un giorno, sostituire le batterie.
Questa settimana, un team di scienziati guidati dall’Università del Texas a Dallas e Hanyang University in Corea del Sud ha rivelato il progetto di ricerca, pubblicati sulla rivista Science.
Il team descrive il materiale high-tech come “twistron” filato che, quando allungati o tirato, produce energia elettrica. Il materiale è basato su nanotubi di carbonio, cilindri cavi di carbonio 10.000 volte più piccolo di un capello umano, che è contorto e filata con sufficiente tensione per farli apparire come un “twisted” nastro di gomma, secondo il team.
Per produrre energia elettrica, il filo deve essere sommersi o rivestito con un materiale conduttivo o di elettroliti.
Tuttavia, i componenti chimici necessari non deve essere complessa o difficile da acquisire-invece, possono essere semplici come sale da tavola e acqua.
“Fondamentalmente, questi filati sono supercondensatori,” ha detto il Dr. Na Li, un ricercatore presso il NanoTech Institute e co-primo autore dello studio. “In un normale condensatore, è possibile utilizzare l’energia-come da una batteria — per aggiungere le spese per il condensatore.”
“Ma nel nostro caso, quando si inserisce il nanotubo di carbonio filato in un elettrolita bagno, i filati sono arredate con elettrolita stesso,” Li aggiunto. “No batteria esterna o di tensione, è necessario.”
Durante i test, i ricercatori hanno scoperto che quando il filo è attorcigliato o allungato, la tensione è diminuito il volume dei nanotubi di carbonio incorporato all’interno, portando le cariche elettriche più insieme e aumento di energia costo. A sua volta, questo ha aumentato la tensione di carica immagazzinata nel materiale, permettendo i nanotubi di raccogliere l’elettricità.
Secondo uno degli autori dello studio, il Dr. Ray Baughman, che si estende a twistron filato 30 volte al secondo genera 250 watt per chilogrammo di potenza.
Tuttavia, l’output viene fatto affidamento su quanto filo è utilizzato. Un pezzo di filo che pesa meno di una mosca domestica è in grado di alimentare una piccola luce a LED, per esempio, mentre una porzione più ampia del tessuto elettronico potrebbe essere utilizzato per la maggiore energia-operazioni di raccolta.
“La raccolta di energia elettrica dal movimento del corpo umano è una strategia per eliminare la necessità di batterie”, dice Baughman. “I nostri filati, produzione di oltre un centinaio di volte maggiore di energia elettrica per peso quando allungato rispetto ad altri weavable fibre riportati in letteratura.”
Il gruppo di ricerca dice che i nanotubi di filato ha una varietà di possibili applicazioni, tra cui la raccolta di energia dalle onde del mare, l’alimentazione di piccoli sistemi di illuminazione a LED, che agisce come auto-alimentato la respirazione monitor quando cuciti nei vestiti, la raccolta di energia termica dall’ambiente o, forse di maggior interesse, come un modo per limitare il potere di dispersione e di inefficienza in Internet delle Cose (IoT) dispositivi.
“Allo stato attuale, questi raccoglitori sono più adatti per l’alimentazione di sensori e di un sensore di comunicazione.,” Baughman, ha detto. “Tuttavia, sulla base di comprovata potenza media di uscita, a soli 31 milligrammi di nanotubi di carbonio filo harvester potrebbe fornire l’energia elettrica necessaria per trasmettere un 2 kilobyte di pacchetti di dati in un raggio di 100 metro ogni 10 secondi per l’Internet delle Cose.”
I risultati dello studio sono impressionanti e un brevetto è stato depositato. Tuttavia, la prossima sfida gli scienziati viso è come fare i nanotubi di filo abbastanza a buon mercato per essere finanziariamente sostenibile per le applicazioni commerciali.
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