Sürtünmeyi küçük miktarlarda elektriğe dönüştürme yeteneğine sahip olan triboelektrik jeneratörler, bir gün hareketi güce dönüştüren giysilerde ve pilsiz beyin implantlarında kullanılabilecek. Bu küçük jeneratörlerin ucuz ve kolay versiyonları üzerinde çalışan bilim insanları, çift taraflı bant kullanan ve elektrik üretimi söz konusu olduğunda daha karmaşık versiyonlarla aynı performansı gösterebilen bir tasarım geliştirdiler.
Yıllar boyunca, bir balon veya saç gibi belirli malzemelerin birbirine sürtündüğünde elektrikle yüklendiği varsayımıyla çalışan birçok triboelektrik nanojeneratörü (TENG) versiyonu geliştirildi. TENG’ler, mekanik enerjiyi triboelektrik etki yoluyla elektrik enerjisine dönüştürebiliyor. Basit prensiplere dayanmasına rağmen şimdiye kadarki tasarımlar pahalı ve karmaşık yapılara sahip olmakla birlikte, aynı zamanda güç açısından da sınırlıydılar. Her ne kadar önceki araştırmalar, basitleştirilmiş TENG’lerin bir bant, plastik ve metal kombinasyonu ile yapılabileceğini ortaya koymuş olsa da düşük güç yoğunluklarının pratik uygulamalarda kullanılmalarını engellediğini göstermişti. Bu noktadan hareketle karmaşık olmayan, üretimi kolay ve çalışacak bir TENG tasarlamak isteyen Alabama Üniversitesi’nden Gang Wang liderliğindeki bilim insanları, daha az karmaşık bir versiyon üzerinde ilerleme kaydetmeyi başardılar. Araştırmacıların geliştirmiş olduğu TENG; bu sistemlerin bant, plastik ve metalden yapılabileceğini gösteren daha önceki araştırmalara dayanıyor. Öte yandan bu bileşenleri, ileri aşamaya taşıyarak karmaşık ve pahalı sürümlerin performansına denk getirecek şekilde bir araya getiriyor.
Daha fazla baskı daha fazla güç
Mağazadan satın alınan çift taraflı bant ve ince alüminyum levhalar arasına sıkıştırılmış plastik filmden oluşan tasarımda bu iki katman birbirine bastırılıp sonra birbirinden ayrıldığında, aralarında küçük bir kıvılcım oluşuyor. Sonuçlar, TENG’in diğer daha karmaşık versiyonlarla tutarlı güç yoğunlukları üretebildiğini gösterirken, katmanlara daha fazla baskı uygulanırsa daha fazla güç üretilebildiğini de ortaya koydu. Araştırmacılar, cihazın çift elektrotlu bir versiyonunun metrekare başına 169,6 watt’lık bir güç yoğunluğu üretebileceğini söylüyor ki bu diğer cihazlar için bildirilenden %47 daha yüksek bir oran… Bilim insanları bu jeneratör tasarımının, daha basit ve daha ucuz malzemelerle kendi kendine güç sağlayan elektronikler için daha büyük güç taleplerini karşılamaya yardımcı olabileceğini belirtiyor.
