Ingenieurs stellen voor om de oceaan te bedekken met slim garen

Twistrons, gemaakt van koolstofnanobuisjes (CNT's), zetten mechanische beweging om in elektriciteit.

Onderzoekers van de Universiteit van Texas in Dallashebben een nieuw type twistron gecreëerd door drie afzonderlijke strengen gedraaide koolstofnanobuisjes tot één enkele streng te weven. Hun methode is vergelijkbaar met de manier waarop gewoon garen wordt gemaakt dat in textiel wordt gebruikt.

Uit de studie bleek dat een nieuw garen gemaakt van koolstofnanobuisjes beter elektriciteit kan opwekken uit mechanische energie dan enig ander materiaal tot nu toe.

Onderzoekers zeggen hightechfilamenten, bekend als twistrons, kunnen in kleding worden genaaid om elektriciteit op te wekken door menselijke bewegingen, of worden ingezet in de oceaan om golfenergie op te vangen.

Elektromagnetische generatoren, die in wezen zijnfunctioneren als elektromotoren die omgekeerd werken, worden al lang gebruikt om de mechanische energie van wind en water om te zetten in elektriciteit. Hoewel ze op grote schaal goed werken, presteren ze veel slechter op kleinere schaal. Daarom hebben onderzoekers een breed scala aan materialen onderzocht om mechanische energie te oogsten, zoals het gebruik van lichaamsbewegingen om draagbare elektronica aan te drijven.

Wetenschappers rapporteerden voor het eerst de uitvinding van twistronsongeveer vijf jaar geleden. Ze creëerden deze materialen door koolstofnanobuisjes om te zetten in zeer sterke, lichtgewicht vezels die ook elektrolyten kunnen bevatten. Door deze draden te draaien of uit te rekken, wordt hun dichtheid vergroot, wat op zijn beurt een spanning creëert die een elektrische stroom kan aandrijven.

“Onze droom in de toekomst is om te kunnengebruik onze twistrons om mechanische energie in de oceanen te oogsten om steden van stroom te voorzien”, zegt senior studieauteur Ray Bowman, een materiaalwetenschapper aan de Universiteit van Texas in Dallas.

Eerdere studies hebben aangetoond dat twistronstoonde het hoogste piekvermogen van welk materiaal dan ook als het ging om het oogsten van energie uit rekbewegingen met frequenties van 0,1 tot 30 Hz. Dit maakte ze potentieel interessant voor een breed scala aan toepassingen, zoals energie halen uit kleding of de oceaan. Deze bekende twistrons hadden echter een energieomzettingsrendement van hoogstens 7,6% bij zowel draaien als strekken.

In de nieuwe studie wilden de wetenschappers de efficiëntie van de Twistron drastisch verhogen. Nu hebben ze een efficiëntie bereikt van 17,4% in spanning en 22,4% in draaien.

Lees verder:

Wetenschappers hebben de top 6 manieren genoemd om het geheugen van oudere mensen te "redden".

Een mysterieuze ondergrondse afdruk verraste wetenschappers. Hij is meer dan 1000 jaar oud

Het als nep beschouwde zwaard blijkt een 3000 jaar oud artefact uit de Bronstijd te zijn