Chế tạo máy phát điện biến chuyển động của sóng thành năng lượng

Hiện nay, nhiều khu vực ven biển đã lắp đặt mạng lưới cảm biến thu thập thông tin về dòng chảy, thủy triều và độ trong của nước để giúp tàu thuyền định hướng, đồng thời giám sát chất lượng nước. Những hệ thống này chủ yếu chạy bằng pin và thường xuyên phải thay pin, gây tốn thời gian và chi phí. Trước thực trạng đó, các nhà khoa học Minyi Xu, Zhong Lin Wang cùng đồng nghiệp tại Đại học Hàng hải Đại Liên đã nghiên cứu giải quyết vấn đề này, và phát triển máy phát điện ma sát nano (TENG) lấy cảm hứng từ thực vật sống dưới đáy biển.

Nhóm nghiên cứu đã dựa trên cách các nhánh tảo biển chuyển động để tích điện cho bề mặt điện ma sát có thể uốn cong, biến chuyển động của sóng thành điện, cung cấp năng lượng cho các cảm biến ở môi trường biển.

​

Máy phát điện TENG tận dụng hiệu ứng điện ma sát - hiện tượng điện tích tích tụ trong một vật liệu sau khi tách ra khỏi vật liệu khác mà nó tiếp xúc. Thiết bị bao gồm một lớp bọt biển xốp, rỗ và mỏng kẹp giữa hai tấm vật liệu dày 38 - 76 mm làm từ hai loại polymer khác nhau. Các tấm polymer được phủ mực dẫn điện, trong khi bọt biển tạo khoảng trống không khí giữa chúng. Toàn bộ thiết bị được bọc lại bằng băng dính chống nước. Khi TENG chuyển động qua lại, kể cả trong dòng chảy tương đối yếu, hai tấm polymer ép lớp bọt biển lại và tiếp xúc với nhau một cách ngắt quãng, tạo ra dòng điện.

Trong các thử nghiệm ở bể sóng, nhiều máy phát điện TENG có thể sử dụng cùng lúc để cung cấp điện liên tục cho các thiết bị như cảm biến môi trường biển, loại bỏ nhu cầu thay pin.

Nghiên cứu đã được xuất bản trên tạp chí ACS Nano. (https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.1c05127)