Una goccia che si muove su MoS 2 genera la tensione fino a 5 V Credito:Adha Sukma Aji
Raccolta di energia, una tecnologia per trasformare piccole quantità di energia naturale (ad esempio luce, calore e vibrazioni) in elettricità, sta guadagnando attenzione come metodo per alimentare i dispositivi Internet of Things (IoT). Questa tecnologia aiuta a ridurre gli impatti ambientali e ha il potenziale per alimentare i dispositivi elettronici in modo stabile e a lungo termine, a differenza delle batterie che necessitano di ricarica o sostituzione.
I ricercatori dell'Università di Nagoya e dell'Università di Kyushu si sono concentrati sull'energia proveniente dal minuscolo movimento di un liquido e hanno sviluppato un dispositivo che genera oltre 5 volt di elettricità direttamente dal movimento di una goccia di liquido. Questo dispositivo, realizzati con film sottili flessibili, genera elettricità quando gocce d'acqua scivolano sulla sua superficie superiore. Questa tecnologia dovrebbe essere applicata a dispositivi autoalimentati utilizzati in liquidi, compresi i sensori che monitorano la qualità delle acque reflue delle fabbriche. I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nano energia .
L'energia generata dal minuscolo flusso di liquido esiste in vari ambienti, come all'interno di tubi di fabbrica, e in dispositivi microfluidi, ma finora questo tipo di energia non è stata utilizzata in modo efficace. È stato dimostrato che un foglio di grafene può generare elettricità dal movimento del liquido sulla sua superficie. Però, la sua tensione di uscita è limitata a circa 0,1 volt, che non è sufficiente per pilotare dispositivi elettronici.
Il gruppo di ricerca, composto da Adha Sukma Aji dell'Università di Nagoya, Ryohei Nishi, e Yutaka Ohno e Hiroki Ago dell'Università di Kyushu, ha dimostrato che utilizzando bisolfuro di molibdeno (MoS 2 ) invece del grafene come materiale attivo nel generatore consente di generare oltre 5 volt di elettricità da una goccia di liquido.
"Per usare MoS 2 per il generatore, era necessario formare un MoS . monostrato di grande area 2 pellicola su pellicola di plastica. Con i metodi convenzionali, però, era difficile coltivare MoS 2 uniformemente su un substrato di ampia superficie, " afferma il professor Ohno dell'Istituto di materiali e sistemi per la sostenibilità presso l'Università di Nagoya. "Nel nostro studio, siamo riusciti a fabbricare questa forma di MoS 2 film mediante deposizione chimica da vapore utilizzando un substrato di zaffiro con ossido di molibdeno (MoO 3 ) e polveri di zolfo. Abbiamo anche usato un film di polistirene come materiale di supporto per il MoS 2 film, in modo che siamo stati in grado di trasferire il MoS . sintetizzato 2 film alla superficie del film plastico abbastanza facilmente."
Il generatore di nuova concezione è abbastanza flessibile da essere installato sulla superficie interna curva dell'impianto idraulico, e dovrebbe quindi essere utilizzato per alimentare dispositivi IoT utilizzati nei liquidi, come pluviometri autoalimentati e monitor delle piogge acide, così come sensori di qualità dell'acqua che possono generare energia dalle acque reflue industriali durante il monitoraggio.
Il professor Ohno dice, "Il nostro MoS 2 il nanogeneratore è in grado di raccogliere energia da molteplici forme di movimento liquido, comprese le goccioline, spruzzare, e le onde del mare. Da una prospettiva più ampia, questo dispositivo potrebbe essere utilizzato anche in applicazioni che coinvolgono l'idrodinamica, come la generazione di elettricità dall'acqua piovana e dalle cascate".
