연구진은 마찰전기 원리를 이용해 전하를 생성하는 비교적 간단하고 최적의 방법을 찾아냈습니다. 이 획기적인 발전은 배터리 없이 웨어러블 및 기타 장치에 전원을 공급할 수 있는 방법을 제공할 수 있습니다.
청정에너지 발전 분야에서 마찰전기는 상대적으로 잘 알려지지 않은 분야이다. 이는 기본적으로 정전기와 동일합니다. 두 표면이 문지르거나 당겨질 때 마찰을 통해 에너지가 생성됩니다. 이 접근 방식은 많은 양의 전기를 생산할 수 없으므로 풍력, 태양열, 지열 및 기타 녹색 에너지 계획을 결코 대체할 수 없지만 의료 기기 및 웨어러블 기술과 같은 소규모 응용 분야에서 자리를 찾을 수 있습니다.
실제로 마찰전기는 식품의 수은 수준을 감지하는 센서를 개발하는 데 사용되었습니다. 일산화탄소 및 온도 변화를 감지할 수 있는 산불 모니터링용 나무 장착 장치; 어떤 직물이라도 마이크로 발전소로 바꿀 수 있는 특수 원사도 있습니다. 앨라배마 대학의 연구원들은 양면 테이프와 플라스틱 필름을 사용하여 저렴한 마찰전기 발전기를 만들었습니다.
이제 브뤼셀, 호주, 홍콩의 연구진이 마찰전기 효과의 효과에 대한 또 다른 비밀을 밝혀냈습니다. 다양한 재료를 실험한 후 과학자들은 멜라민과 포름알데히드를 사용하여 나노 규모의 플라스틱 구슬을 만들었습니다. 그런 다음 그들은 하이브리드 비드의 크기가 효율적인 마찰 전기 에너지 생성 성공의 열쇠라는 것을 발견했습니다.
특히, 그들은 큰 구슬이 음전하를 띠는 경향이 있는 반면, 작은 구슬은 양전하를 띠는 경향이 있음을 발견했습니다. 필름의 한 면에는 더 작은 비드가 있고 다른 면에는 더 큰 비드가 있는 마찰 전기 나노발전기(TENG)라는 시스템을 설계함으로써 다른 마찰 전기 방법이 일반적으로 할 수 있는 것보다 더 많은 전기를 출력할 수 있다고 그들은 말합니다. 여기에는 두 개의 거친 표면을 문질러 전하를 생성하는 방법이 포함됩니다. 실험 중에 측정된 전류 출력은 나노암페어 단위였으므로 너무 흥분할 필요는 없습니다.
구슬은 서로 마찰되지 않으므로 더 오래 지속되며 테스트 결과 10,000주기를 견딜 수 있는 것으로 나타났습니다. 연구원들은 또한 이 구슬을 용매를 사용하지 않고 생산할 수 있어 제조 비용이 저렴하고, 마모된 경우 분말 코팅만으로 재생이 가능하다고 말합니다.
“우리의 연구는 재료 선택의 작은 변화가 에너지 생산 효율을 크게 향상시킬 수 있다는 것을 보여줍니다.”라고 이번 연구의 수석 저자인 Université Libre de Bruxelles의 Ignaas Jimidar가 말했습니다. "이것은 전통적인 에너지원에 의존하지 않고 마찰 전기 나노발전기를 일상 생활에서 사용할 수 있는 새로운 가능성을 열어줍니다."
연구 결과는 Small 저널에 발표된 논문에 자세히 설명되어 있습니다.