Ett armband tillverkat av tyg vävda med speciella energi-skördsträngar som samlar elektricitet från sol och rörelse. (Kredit: Georgia Tech)
En ny tyg skördar energi från både sol och rörelse samtidigt.
Tyger som kan generera el från fysisk rörelse har funnits i arbetena under några år, och detta är nästa steg.
Att kombinera två typer av elproduktion i en textil banar vägen för att utveckla plagg som kan ge sin egen energikälla till kraftenheter som smartphones eller GPS.
"Denna hybrid-krafttextil presenterar en ny lösning på laddningsenheter i fältet från något så enkelt som vinden blåser på en solig dag", säger Zhong Lin Wang, professor i Georgia Institute of Technology, Materials Science and Engineering.
För att göra tyget använde Wangs team en kommersiell textilmaskin för att väva samman solceller konstruerade av lätta polymerfibrer med fiberbaserade triboelektriska nanogeneratorer.
Triboelektriska nanogeneratorer använder en kombination av den triboelektriska effekten och elektrostatisk induktion för att generera liten mängd elektrisk kraft från mekanisk rörelse, såsom rotation, glidning eller vibration.
Wang föreställer att det nya tyget, som är 320-mikrometer tjocka vävda tillsammans med ullfibrer, skulle kunna integreras i tält, gardiner eller bärbara plagg.
"Köksfolie" kläder skulle minska vårt behov av A / C
"Tyget är mycket flexibelt, andningsbart, lätt och anpassat till en rad användningsområden," säger Wang.
Fiberbaserade triboelektriska nanogeneratorer tar upp den energi som skapas när vissa material blir elektriskt laddade efter att de kommer i rörlig kontakt med ett annat material. För solljusskörande delen av tyget använde Wangs lagfotoanoder gjorda i ett trådformat sätt som kunde vävas tillsammans med andra fibrer.
"Textilens ryggrad är gjord av vanliga polymermaterial som är billigt att göra och miljövänliga", säger Wang. "Elektroderna tillverkas också genom en billig process, vilket gör det möjligt att använda storskalig tillverkning."
I ett av sina experiment använde Wangs lag ett tyg bara om storleken på ett pappersark och fästes på det som en liten färgstark flagga. Rulla ner fönstren i en bil och låta flaggan blåsa i vinden, kunde forskarna skapa betydande kraft från en rörlig bil på en molnig dag. Forskarna mättes också utmatningen med en 4-by-5-centimeter bit, som laddade upp en 2 mF-kommersiell kondensator till 2 volt på en minut under solljus och rörelse.
"Det tyder på att det har en anständig förmåga att arbeta även i en hård miljö," säger Wang.
Även om tidiga tester tyder på att tyget kan klara av upprepad och noggrann användning, kommer forskarna att se på sin långsiktiga hållbarhet. Nästa steg inkluderar även ytterligare optimering av tyget för industriell användning, inklusive utveckling av korrekt inkapsling för att skydda de elektriska komponenterna från regn och fukt.
Arbetet visas i tidningen Nature Energi.
Finansieringen kom från Hightower Chair Foundation, KAUST och "thousands talents" -programmet för pionjärforskare och hans innovationslag, National Natural Science Foundation of China och Fundamental Research Funds för de centrala universiteten. Eventuella slutsatser eller rekommendationer är författarnas och representerar inte nödvändigtvis de sponsororganisationernas officiella åsikter.
Källa: Georgia Tech
relaterade böcker
at InnerSelf Market och Amazon
