Ученые произвели электроэнергию, используя бумагу, скотч и карандаш

Команда исследователей из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) и Университета Токио создали устройство, собранное из повседневных бытовых материалов, которые могут производить достаточно электроэнергии для питания нескольких диодов, небольшого ЖК-экрана или других небольших электронных приборов и могут быть использованы в развивающихся странах для медицинских диагностических аппаратов с низким энергопотреблением.

Небольшое устройство, размером 8 см2, состоит из двух небольших фрагментов бумаги, где одна сторона каждого кусочка бумаги покрыта графитовым углеродным слоем при помощи карандаша.

Углеродные слои служат в качестве электродов. Такая система может генерировать более 3 вольт энергии - так же, как две батарейки АА или просто достаточно электроэнергии для питания пульта дистанционного управления.

По сути, устройство производит статическое электричество. Свободная сторона одного из фрагментов бумаги покрыта тефлоном. Бумага и тефлон работают в качестве изоляторов.

«Когда мы собрали все вместе с помощью скотча, то образовался своеобразный бутерброд: два слоя углерода на внешней стороне, затем два слоя бумаги и один слой из тефлона в середине. После они склеиваются таким образом, чтобы не дотрагиваться друг к другу, что придает системе такую конфигурацию, которая делает ее электрически нейтральной.

При нажатии пальцем на устройство, два изолятора соприкасаются. Это создает дифференциал заряда: положительный для бумаги, отрицательный для тефлона. Когда вы отпустите палец, и фрагменты бумаги разделятся, заряд переходит к слоям углерода, которые действуют в качестве электродов. Конденсатор, помещенный на схеме, поглощает слабый ток, который генерируется».

Исследователи смогли повысить производство электроэнергии, спрессовав наждачную бумагу и плотно приложив ее к фрагментам бумаги, обеспечив шероховатую поверхность. Это увеличило площадь контакта и в шесть раз увеличило производство энергии.

«Если вы будете нажимать пальцем на фрагменты бумаги даже с очень низкой скоростью - 1,5 раза в секунду, изготовленное устройство сможет генерировать достаточно энергии, чтобы питать микро- или нано- датчики, это эквивалентное количество энергии, производимое двумя батарейками АА.

Устройство ТЭНГ (TENG, трибоэлектрический наногенератор), может быть использован для недорогих датчиков, изготовленных из бумаги, которые уже протестированы в медицинской сфере в развивающихся странах. Эти устройства могут заменить обычные батарейки для таких типов приложений и материалы можно легко компостировать в конце их использования.