Электростанции, прощайте: энергию добыли с помощью самых дешевых материалов на Земле

Воду заключают в порах кремния нанометрового размера, которые действуют как активная среда для производства энергии. Метод можно применять в средах с высоким механическим давлением, например, в амортизаторах транспортных средств, пишет interestingengineering.com.

Ученые разработали трибоэлектрический наногенератор интрузии-экструзии (IE-TENG), который использует давление, чтобы заталкивать воду в наноразмерные поры и выталкивать ее из них. Во время этого процесса электрические заряды разделяются на границе раздела стенок пор кремния и жидкости, генерируя электричество.

Когда материалы трутся друг о друга, электроны передаются между поверхностями, создавая статический заряд. Электричество возникает в порах кремния исключительно за счет трения, вызванного давлением и водой. Технология подходит для использования в местах, подверженных высокому механическому давлению, например, в амортизаторах транспортных средств.

"Сочетание нанопористого кремния с водой позволяет создать эффективный, воспроизводимый источник энергии – без экзотических материалов, а просто с использованием самого распространенного полупроводника на Земле, кремния, и самой распространенной жидкости – воды", – сказали изобретатели.

Прототип достиг КПД преобразования энергии в 9% — это самый высокий показатель среди когда-либо зарегистрированных твердожидкостных наногенераторов.

Секрет успеха устройства — в точно контролируемых кремниевых структурах, которые одновременно являются электропроводящими и нанопористыми, но при этом гидрофобными. Технология позволяет точно контролировать движение воды внутри пор и обеспечивает стабильный и масштабируемый процесс преобразования энергии.

Данная технология открывает новые возможности для автономных, не требующих обслуживания сенсорных систем, например, для обнаружения воды, мониторинга спорта и здоровья в умной одежде или тактильной робототехники, где прикосновение или движение напрямую генерируют электрический сигнал.