Der Mensch als Energiequelle für intelligente Geräte der Zukunft
Neue Studie zeigt, dass TENGs auf Graphenbasis endlich die verschwendete Energie der Natur nutzbar machen könnten
Wissenschaftler haben möglicherweise endlich eine Lösung gefunden, um die Energie von Menschen effektiv in elektrische Energie umzuwandeln. Forscher des Institute of Thin Films, Sensors and Imaging (ITFSI) der University of the West of Scotland (UWS) untersuchten die Verwendung des 3D-Graphenschaumstoffs Gii™ von Integrated Graphene als aktive Schicht in einem Energiegenerator (bekannt als TENG).
UWS-Druckmatte mit Eigenantrieb
Die Untersuchung zielte darauf ab, mechanische Energie, die in der Natur verschwendet wird, in elektrische Energie umzuwandeln, die zur Versorgung kleiner elektronischer Geräte und Sensoren auf dem boomenden globalen Markt für Internet-of-Things-Technologien (IoT) genutzt werden könnte.
Die Forschung zeigt, dass die Kraft eines menschlichen Fußabdrucks auf einer druckempfindlichen Matte, die mit Gii-TENG-Sensoren ausgestattet ist, genug Energie erzeugen kann, um Personen, die einen Raum betreten oder verlassen, anonym zu identifizieren. Die Matten bieten nicht nur eine kostengünstige und energieeffiziente Lösung für die Überwachung der Gebäudebelegung, sondern könnten auch zur Optimierung der Energieressourcen beitragen, indem sie beispielsweise die Raumtemperatur beim Betreten oder Verlassen steuern.
Die Ergebnisse dieser Studie sind von besonderem Interesse für Schulen und Universitäten, die die Technologie einsetzen könnten, um die Messung der Raumbelegung mit einem Belüftungssystem und einemCO2-Monitor zu verknüpfen und so dieCO2-Menge zu reduzieren, die nachweislich die Konzentrationsfähigkeit beeinträchtigt.
Mechanische Energie ist eine der reichhaltigsten und vielseitigsten Energiequellen, die in der Natur vorkommen. Seit etwa 20 Jahren werden triboelektrische Nanogeneratoren (TENG) als Technik zur Umwandlung mechanischer Energie aus unseren täglichen Handlungen in nutzbare elektrische Energie erforscht, die sowohl kleine elektronische IoT-Geräte und Sensoren als auch energieintensivere Geräte wie Elektroautos und Drohnen antreiben kann.
Die Bemühungen um die Entwicklung eines kommerziell nutzbaren TENG wurden jedoch bisher durch Probleme im Zusammenhang mit der geringen Haltbarkeit, der begrenzten Energieabgabe und der Ineffizienz behindert. Die Hinzufügung von Gii™ zu TENG hat aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften, einschließlich der großen Oberfläche, der Porosität, des geringen Gewichts und der hervorragenden elektrischen Eigenschaften, eine völlig neue Welt der Möglichkeiten eröffnet. Die energieautonome, druckempfindliche Natur von Gii-TENG hat das Potenzial, verschiedene Aspekte unseres Lebensstils, unserer Gesellschaft und unserer Wirtschaft zu verändern, wie zum Beispiel
- Gewinnung von Energie aus Sportarten wie Golf, Laufen und Tennis, um intelligente Geräte zu betreiben, die Leistungsdaten erzeugen
- Selbstversorgte, tragbare Biosensoren für die Frühdiagnose von Krankheiten wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Gicht und Diabetes.
- Nutzung der Energie von Autos und Fußgängern für den Aufbau intelligenter Städte
- Eine intelligente Energielösung für die Industrie 4.0
- Verlängerung der Schwebezeit von Drohnen, um den Transport von Paketen - und in Zukunft sogar von Menschen - über längere Strecken und längere Zeiten zu ermöglichen
Marco Caffio, CSO, Integrated Graphene sagte: "Die Möglichkeiten von Gii-TENG sind endlos und haben das Potenzial, die Grenzen der Technologie über die menschlichen Erwartungen hinaus zu erweitern. Da die Zahl der weltweit vernetzten IoT-Geräte bis 2030 voraussichtlich 100 Milliarden erreichen wird, besteht ein klarer Bedarf an neuen nachhaltigen Energiequellen und Technologien, die den Energiebedarf decken können, der sich aus unserer Abhängigkeit von der Technologie für Arbeit, Leben und Spiel ergibt. Unsere Gii-TENG-Plattform könnte möglicherweise den ständigen Austausch von Batterien in Billionen von Geräten verhindern und die Verwendung von Kabeln reduzieren, so dass die IoT-Technologie der nahen Zukunft drahtlos und energieautark sein wird. Wir sind begeistert von ihrem Potenzial und glauben, dass sie eine Schlüsselrolle auf dem Weg der Gesellschaft zu einer intelligenten Welt spielen könnte."
Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
![[Fe]-Hydrogenase-Katalyse mittels Parawasserstoff-verstärkter Kernmagnetresonanzspektroskopie sichtbar gemacht](https://img.chemie.de/Portal/News/675fd46b9b54f_sBuG8s4sS.png?tr=w-712,h-534,cm-extract,x-0,y-16:n-xl)
Holen Sie sich die Chemie-Branche in Ihren Posteingang
Ab sofort nichts mehr verpassen: Unser Newsletter für die chemische Industrie, Analytik, Labor und Prozess bringt Sie jeden Dienstag und Donnerstag auf den neuesten Stand. Aktuelle Branchen-News, Produkt-Highlights und Innovationen - kompakt und verständlich in Ihrem Posteingang. Von uns recherchiert, damit Sie es nicht tun müssen.
