Dezelfde elektriciteit die je vingers raakt wanneer je je telefoon aanraakt of je haar aan een ballon doet plakken, zou op een dag elektronica kunnen aandrijven.
Statische elektriciteit is een relatief eenvoudig fenomeen dat optreedt wanneer er een onbalans is van elektrische ladingen binnen of op het oppervlak van een materiaal. Het is duidelijk dat iedereen deze ietwat pijnlijke klik op zijn vingertoppen kent. Het treedt op vanwege het feit dat de lading zich tot die tijd ophoopt, totdat deze de gelegenheid krijgt om af te sluiten en een elektrische stroom vormt. Maar wat als mensen zouden leren die lading te gebruiken in plaats van deze te verliezen?
Het is deze kans die wetenschappers van de University of Buffalo en Kansas State University besloten te onderzoeken.
“Bijna iedereen heeft een lichte elektrische schok van een deurknop gekregen of kinderhaar aan een ballon zien plakken. Om deze energie in onze elektronica te kunnen gebruiken, moeten we de drijvende krachten erachter beter begrijpen”, zegt James Chen, assistent-professor mechanische en lucht- en ruimtevaarttechniek aan de School of Engineering and Applied Sciences aan de University of Buffalo.
Uit de studie bleek dat statische elektriciteit wordt veroorzaakt door kleine structurele veranderingen.
Nu werken Chen en zijn partner Zayd Leseman, assistent-professor mechanica en nucleaire engineering aan de Kansas State University, aan het bestuderen van het tribo-elektrische effect. Deze term beschrijft het fenomeen waarbij een materiaal elektrisch geladen wordt na contact met een ander materiaal door wrijving.
“Wrijving tussen vingers en smartphonescherm. Wrijving tussen pols en horloge. Zelfs wrijving tussen schoenen en de grond. Dit zijn allemaal geweldige potentiële energiebronnen die kunnen worden gebruikt,”legde de wetenschapper uit.
Promotie video:
Hoewel het tribo-elektrische effect in de oudheid werd beschreven, was er, om het te begrijpen, de opkomst van nanotechnologie nodig, dat wil zeggen de studie van extreem kleine materiaaldeeltjes.
“De resultaten van ons onderzoek geven een antwoord op dit oude raadsel; ze kunnen bestaande theorieën combineren. De numerieke resultaten komen overeen met gepubliceerde experimentele waarnemingen,”merkte Chen op.
Wetenschappers gebruiken zowel computermodellen als fysische experimenten om zogenaamde "tribo-elektrische nanogeneratoren" (TENG's) te ontwikkelen, die statische elektriciteit kunnen opslaan.
De studie ontving steun van de National Science Foundation voor een bedrag van $ 400.000. Volgens de onderzoekers zullen de resultaten van hun werk grootse doelen dienen.
Zo kunnen de verkregen resultaten helpen bij de ontwikkeling van meer duurzame en duurzame energiebronnen. Uiteindelijk zou de studie de economische zekerheid kunnen verbeteren en de samenleving ten goede kunnen komen door de behoefte aan traditionele energiebronnen te verminderen, zeggen wetenschappers.
Aangezien de behoefte aan energie constant toeneemt naarmate de wereld steeds technologischer wordt, kan statische elektriciteit een zeer waardevolle en praktische aanvullende bron zijn.
Natalia Golovakha
