Twistrons bestehen aus Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) und wandeln mechanische Bewegung in Elektrizität um.
Die Studie ergab, dass ein neues Garn aus Kohlenstoffnanoröhrchen besser als jedes andere Material aus mechanischer Energie Strom erzeugen könnte.
Forscher sagen HightechFilamente, sogenannte Twistrons, können in Kleidung eingenäht werden, um durch menschliche Bewegung Strom zu erzeugen, oder im Ozean eingesetzt werden, um Wellenenergie zu sammeln.
Elektromagnetische Generatoren, die im Wesentlichen sindfungieren als umgekehrt arbeitende Elektromotoren, werden seit langem verwendet, um die mechanische Energie von Wind und Wasser in elektrische Energie umzuwandeln. Während sie im großen Maßstab gut funktionieren, schneiden sie im kleineren Maßstab viel schlechter ab. Daher haben Forscher eine breite Palette von Materialien untersucht, um mechanische Energie zu gewinnen, z. B. die Nutzung von Körperbewegungen, um tragbare Elektronik mit Strom zu versorgen.
Wissenschaftler berichteten zuerst über die Erfindung von Twistronsvor etwa fünf Jahren. Sie schufen diese Materialien, indem sie Kohlenstoffnanoröhren in hochfeste, leichte Fasern umwandelten, die auch Elektrolyte enthalten können. Das Verdrehen oder Dehnen dieser Fäden erhöht ihre Dichte, was wiederum eine Spannung erzeugt, die einen elektrischen Strom treiben kann.
„Unser Traum für die Zukunft ist es, dies zu könnenVerwenden Sie unsere Twistrons, um mechanische Energie in den Ozeanen zu gewinnen, um Städte mit Strom zu versorgen“, sagt der leitende Studienautor Ray Bowman, Materialwissenschaftler an der University of Texas in Dallas.
Frühere Studien haben gezeigt, dass Twistronszeigte die höchste Spitzenleistung aller Materialien, wenn es darum ging, Energie aus Dehnungsbewegungen bei Frequenzen von 0,1 bis 30 Hz zu gewinnen. Das machte sie für eine Vielzahl von Anwendungen interessant, etwa um Energie aus Kleidung oder dem Meer zu gewinnen. Diese früheren Twistrons hatten jedoch einen Energieumwandlungswirkungsgrad von bestenfalls 7,6 % sowohl beim Verdrillen als auch beim Strecken.
In der neuen Studie wollten die Wissenschaftler die Effizienz des Twistron drastisch steigern. Jetzt haben sie einen Wirkungsgrad von 17,4 % in der Spannung und 22,4 % in der Verdrillung erreicht.
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