Jak se Jeep válel, jeho LED světla začala blikat a zapínat. Ale místo toho, aby baterie hračky poháněla světla, jak se dalo očekávat, nanogenerátor na Jeepových pneumatikách shromáždil třecí energii, aby je podpořil.
Tento nanogenerátor, vyvinutý inženýry na University of Wisconsin v Madison a Zhengzhou University v Číně, by nakonec mohl zefektivnit skutečná auta. Umístěním elektrod na pneumatiky vědci přišli na to, jak zachytit energii z měnícího se elektrického potenciálu mezi pneumatikami a vozovkou. Tento typ energie je obvykle zbytečný, ale nanogenerátory umožňují jeho sběr a přesměrování na baterii automobilu, nedávno to uvedly v časopise Nano Energy .
"Jsem z toho docela nadšený, " říká vedoucí projektu Xudong Wang, docent na materiálové vědy a inženýrství na univerzitě.
Nanogenerátor pracuje na principu zvaném triboelektrický efekt, vysvětluje Wang. Triboelektrický efekt je náboj, který pochází z tření některých typů materiálů. Příkladem může být statický šok, který získáte po tření nohou na koberci, a je to také náboj, který vznikají při kontaktu s gumovými pneumatikami a asfaltovými vozidly.
Wangův tým experimentuje s nanogenerátory - elektrodami, které přeměňují mechanickou energii na elektřinu - několik let. Vědci umístí palcové elektrodové záplaty na povrch pneumatik automobilu, aby využili energii a nasměrovali ji zpět k baterii automobilu. Wang by nakonec rád viděl, jak technologie zvyšuje účinnost elektromobilů.
"Pravděpodobně můžeme počet najetých kilometrů zlepšit o 10 procent, " říká Wang. "Myslím, že to budou chtít všechny elektromobily."
Předtím, než si automobilové společnosti budou moci koupit tento projekt, bude třeba tento projekt dále rozvíjet. Pneumatiky pro automobily budou muset být výrazně přepracovány tak, aby zahrnovaly nanogenerátory. U hračky Jeep byly elektrodové skvrny umístěny pouze na povrch pneumatik. Ale ve skutečném autě by toto umístění znamenalo, že by se elektrody téměř okamžitě opotřebovaly. Wang představuje pneumatiku, která integruje elektrody přímo do běhounu. Jedná se však o zásadní generální opravu, které zabere hodně času a peněz. Wang plánuje spolupracovat s inženýry na vymezení nejlepšího designu pneumatik.
"Chci sestavit konfiguraci a zjistit, jaké maximální účinnosti můžeme dosáhnout, " říká Wang.
Hračka Jeep s nanogenerátory na pneumatikách (UW-Madison College of Engineering) Wang si myslí, že nanogenerátory budou připraveny k použití v reálném světě někdy v příštích deseti letech. Přesné načasování bude záviset na tom, jak obtížné je navrhnout různé pneumatiky, a na tom, jaké druhy vozidel mají výrobci největší zájem o použití této technologie.
Existuje mnoho různých aplikací pro triboelektrické nanogenerátory [TENG], říká Wang. Většina výzkumů v oblasti nanogenerátorů se provádí v Evropě nebo Asii, kde se vědci dívají na TENG v různých médiích. Tým na Technologickém institutu v Georgii a dvě čínské univerzity vyvinuly roletovatelný papírový nanogenerátor pro sběr energie zvukových vln. Nanogenerátor lze umístit do mobilu, aby se získala energie z lidských hlasů. Jiný tým vyvinul nanogenerátor, který lze vložit do boty, aby využil energii chůze. Vynález by mohl potenciálně napájet malou elektroniku, nebo by dokonce mohl dodávat svou energii do sítě. Nově vynalezený průhledný TENG zachycuje sílu tekoucí vody. Mohlo by být integrováno do oken automobilu nebo domů, aby se využila energie deště, kinetická energie padajícího deště.
Jak slibné jsou TENG, v současné době se věnuje relativně málo amerických vědců tomuto typu výzkumu, říká Wang.
"Investoři a federální vláda musí o [TENGs] více přemýšlet, " říká Wang. "Existuje mnoho různých způsobů, jak ušetřit energii."
