Όταν δύο σώματα με διαφορετικά έργα εξόδου συνδέονται το ένα με το άλλο ηλεκτρικά, συγκεντρώνουν αντίθετες φορτίσεις. Η κίνηση του κάθε σώματος σε σχέση με το άλλο παράγει ενέργεια εξαιτίας της ηλεκτροστατικής δύναμης έλξης μεταξύ των αντίθετων φορτίων.
Μία νέα τεχνική παραγωγής ενέργειας από δονήσεις παρουσίασαν ερευνητές του VTT Technical Research Centre of Finland.
Η συγκεκριμένη μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη «συλλογή» ενέργειας από μηχανικές δονήσεις στο περιβάλλον και τη μετατροπή της σε ηλεκτρισμό. Τέτοιου είδους τεχνολογία θα φαινόταν ιδιαίτερα χρήσιμη σε ασύρματους, αυτοτροφοδοτούμενους αισθητήρες και ιατρικά εμφυτεύματα, όπου θα μπορούσαν κάποια στιγμή να αντικαταστήσουν τις μπαταρίες. Στο μέλλον, τέτοιοι «συλλέκτες ενέργειας» θα μπορούσαν να ανοίξουν νέες ευκαιρίες σε πολλούς τομείς, όπως οι wearable ηλεκτρονικές συσκευές.
Οι ερευνητές του VTT πέτυχαν την παραγωγή ενέργειας αξιοποιώντας το φαινόμενο φόρτισης που παρατηρείται φυσικά μεταξύ δύο σωμάτων με διαφορετικές «work functions» (έργο εξόδου- πρόκειται για την ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την απομάκρυνση ενός ηλεκτρονίου από ένα στέρεο, και καθορίζει, για παράδειγμα, το γνωστό φωτοηλεκτρικό φαινόμενο).
Όταν δύο σώματα με διαφορετικά έργα εξόδου συνδέονται το ένα με το άλλο ηλεκτρικά, συγκεντρώνουν αντίθετες φορτίσεις. Η κίνηση του κάθε σώματος σε σχέση με το άλλο παράγει ενέργεια εξαιτίας της ηλεκτροστατικής δύναμης έλξης μεταξύ των αντίθετων φορτίων. Στο πείραμα του VTT, η ενέργεια που παράχθηκε με αυτόν τον τρόπο μετατράπηκε σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω της σύνδεσης των σωμάτων σε ένα εξωτερικό κύκλωμα. Σημειώνεται ότι η συγκεκριμένη τεχνική λειτουργεί επίσης με ημιαγωγούς.
Σε πολλές περιπτώσεις αισθητήρων και ιατρικών εμφυτευμάτων όπως οι βηματοδότες, η ενέργεια παρέχεται από μπαταρίες. Η έρευνα πάνω σε μικρούς συλλέκτες που μετατρέπουν τις δονήσεις σε ηλεκτρισμό έχει επικεντρωθεί πάνω σε πιεζοηλεκτρικές και ηλεκτροστατικές συσκευές. Αντίθετα με αυτές τις συσκευές ωστόσο, η τεχνική του VTT δεν απαιτεί ενσωματωμένη μπαταρία, ηλεκτρίτες ή πιεζοηλεκτρικά υλικά.
Το VTT εκτιμά ότι η νέα αυτή τεχνολογία θα μπορούσε να αρχίσει να χρησιμοποιείται σε βιομηχανική κλίμακα μέσα σε τρία με έξι χρόνια. Οι συλλέκτες ενέργειας αναμένεται να αποτελέσουν μία από τις μεγάλες τάσεις του κοντινού μέλλοντος, πιθανώς αντικαθιστώντας τις μπαταρίες και άλλες πηγές ενέργειας σε περιπτώσεις όπου η συντήρηση είναι δύσκολη έως αδύνατη.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο Scientific Reports.
