Исследовательские группы DGIST разработали датчик с автономным питанием, который использует движение и давление для одновременной генерации электричества и света. Ожидается, что эта технология без батареек будет использоваться в различных реальных приложениях, таких как спасательные операции, спорт и носимые устройства.
Трибоэлектрические наногенераторы (TENG) и механолюминесценция (ML) привлекли внимание как технологии зеленой энергии, которые могут генерировать электричество и свет соответственно без внешнего питания. Однако исследователи в предыдущих исследованиях в основном фокусировались на двух технологиях по отдельности или просто объединяли их. Более того, стабильность выходной мощности TENG и недостаточная продолжительность свечения материалов ML были основными ограничениями для практического применения.
Исследовательская группа разработала систему, которая одновременно генерирует электричество и свет с помощью движения и давления. Они добавили светоизлучающие частицы сульфида цинка-меди (ZnS:Cu) к резиноподобному материалу (полидиметилсилоксан [PDMS]) и разработали одноэлектродную структуру на основе серебряных нанопроводов для получения высокой эффективности. Разработанное устройство не теряет производительности даже после многократного нажатия более 5000 раз и стабильно генерирует напряжение до 60 В и ток 395 нА.
Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Sustainable Systems.
Это исследование выходит за рамки разработки технологии. Оно находится на уровне, готовом к применению в реальном мире. В частности, возможность отправлять сигналы SOS с помощью света может существенно помочь в чрезвычайных ситуациях, таких как спасательные операции и глубоководные операции. Оно стабильно в подводных и темных условиях, эффективно преодолевая ограничения существующих технологий.
Эту технологию можно использовать в различных приложениях, таких как носимые устройства безопасности, мониторинг спортивной активности и устройства аварийно-спасательной сигнализации. Примерами служат шлемы, которые обнаруживают удар и немедленно отправляют сигнал; наручные щитки, которые обнаруживают движение; и устройства, которые отправляют сигналы спасения, даже под водой. Поскольку для этого не требуется батарея, это экологически чистая и устойчивая технология.
«Это исследование имеет огромное значение, поскольку эта технология может одновременно генерировать свет и электроэнергию без батарей, используя только движение, и ее можно использовать немедленно», — сказал профессор Ким Хо Джун с кафедры робототехники и мехатроники DGIST.
«В частности, ожидается, что эта технология сделает нашу жизнь более безопасной и устойчивой, поскольку она сможет отправлять сигналы в режиме реального времени в чрезвычайных ситуациях и снижать воздействие на окружающую среду за счет сбора энергии».
