Эффективность наногенератора возросла в 40 раз

16 мая 2014 г., 12:35

Энергоэффективность гибкого пьезоэлектрического наногенератора, разработанного в Корейском институте KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology), удалось увеличить почти в 40 раз. Достигнутый прогресс позволяет говорить о скором коммерческом внедрении подобных решений, способных обеспечить постоянный приток энергии для питания носимой и имплантируемой электронной техники.

Наногенератор способен извлекать энергию из вибраций и мельчайших механических движений, порождаемых естественными источниками: ветром, текущей водой, сердцебиением, дыханием и пр., преобразуя их в электричество.

Однако, низкая эффективность и сложный технологический процесс изготовления до последнего времени сдерживали применение наногенераторов в качестве источников питания для стимуляторов сердечной и мозговой деятельности.

Метод, недавно предложенный корейскими инженерами, заключается в переносе высококачественной пьезоэлектрической пленки с масивной сапфировой на гибкую полимерную основу с использованием лазерного отслаивания (laser lift-off, LLO).

Этим способом коллектив KAIST смог изготовить довольно крупногабаритные (3,5×3,5 см) тонкопленочные пьезоустройства, способные генерировать порядка 250 В при незначительной механической деформации их пластиковой основы. В лабораторных испытаниях этого хватило для работы 105 светодиодов.

Благодаря рекордной эффективности преобразования энергии нового наногенератора, в 40 раз превосходящей лучшие прежние достижения, даже произвольные легкие изгибные движения человеческого пальца порождали довольно высокий электрический ток, порядка 8,7 микроампер. Рассказывающая об этом публикация анонсирована на обложке апрельского номера журнала Advanced Materials.

В настоящее время исследователи работают над созданием многослойных структур из таких пьезоэлектрических пленок в целях дальнейшего увеличения выходной мощности. Кроме того, уже проводятся клинические испытания гибкого наногенератора.