כמו שכל גולש יגיד לכם, גלים נותנים אגרוף חזק. אנו מתקדמים כעת לקראת רתימת התנועות הבלתי פוסקות של האוקיינוס לאנרגיה, הודות להתקדמות בטכנולוגיית "אנרגיה כחולה". במחקר שפורסם ב אותיות אנרגיה של ACSגילו חוקרים שעל ידי הזזת האלקטרודה מהאמצע לקצה צינור מלא בנוזל – היכן שהשפעת המים היא החזקה ביותר – הם הגבירו משמעותית את היעילות של איסוף אנרגיית גלים.
מכשיר קצירת אנרגיית הגל בצורת צינור ששופר על ידי החוקרים נקרא ננו-גנרטור טריבו-אלקטרי נוזלי-מוצק (TENG). ה- TENG ממיר אנרגיה מכנית לחשמל כאשר המים משתפכים קדימה ואחורה כנגד החלק הפנימי של הצינור. אחת הסיבות לכך שהמכשירים האלה עדיין לא מעשיים ליישומים בקנה מידה גדול היא תפוקת האנרגיה הנמוכה שלהם. Guozhang Dai, Kai Yin, Junliang Yan ועמיתיו שאפו להגביר את יכולת קצירת האנרגיה של TENG נוזלי-מוצק על ידי אופטימיזציה של מיקום האלקטרודה אוספת האנרגיה.
ניסויים ותוצאות
החוקרים השתמשו בצינורות פלסטיק שקופים בגודל 16 אינץ' כדי ליצור שני TENGs. בתוך המכשיר הראשון, הם הניחו אלקטרודת רדיד נחושת במרכז הצינור – המיקום הרגיל ב- TENG קונבנציונלי נוזלי-מוצק. עבור העיצוב החדש, הם הכניסו אלקטרודת נייר נחושת בקצה אחד של הצינור. לאחר מכן מילאו החוקרים את הצינורות רבע מהדרך במים ואטמו את הקצוות. חוט חיבר את האלקטרודות למעגל חיצוני.
הנחת שני המכשירים על נדנדה על הספסל הזיזה מים קדימה ואחורה בתוך הצינורות ויצרה זרמים חשמליים על ידי המרת אנרגיה מכנית – החיכוך של מים שפוגעים או מחליקים אל האלקטרודות – לחשמל. בהשוואה לתכנון הקונבנציונלי, החוקרים מצאו כי העיצוב האופטימלי הגדיל את ההמרה של המכשיר של אנרגיה מכנית לזרם חשמלי פי 2.4. בניסוי אחר, ה- TENG האופטימלי הבהב מערך של 35 נוריות לד והדלקה וכיבוי כשהמים נכנסו לקטע של הצינור המכוסה על ידי האלקטרודה ואז זרמו משם, בהתאמה. החוקרים אומרים שההדגמות הללו מניחות את היסוד לקצירת אנרגיה כחולה בקנה מידה גדול יותר מגלי אוקיינוס ומראות את הפוטנציאל של המכשיר שלהם ליישומים אחרים כמו תקשורת איתות תת-מימית אלחוטית.
המחברים מכירים במימון מהקרן הלאומית למדעי הטבע של סין ותוכנית המפתח הלאומית למחקר ופיתוח של סין, ומכירים במשאבי מחשוב ממרכז המחשוב הגבוה בביצועים של אוניברסיטת מרכז דרום.
