TENG z oboustranné lepicí pásky. Kredit: Jang et al. (2022), ACS Omega.

Statická elektřina dovede být nepříjemným protivníkem při oblékání nebo podobných každodenních činnostech. Zároveň ale představuje zajímavý zdroj energie, kterou je možné těžit. Většina statické elektřiny, co se nám připlete do cesty, vzniká díky tribolektrickému jevu, tedy třením dvou různých materiálů o sebe.

Gang Wang. Kredit: University of Alabama in Huntsville.

Zmíněný jev využívají při těžbě elektrické energie stále populárnější triboelektrické nanogenerátory (TENG). Přeměňují mechanickou energii na elektřinu. Přestože statická elektřina působí dojmem poměrně prostého a jednoduchého jevu, mnohé TENG generátory jsou dost komplikované a drahé, přičemž vyrábějí jen poměrně málo elektřiny. To je jasná motivace pro materiálové vědce, kteří usilují o zlepšení.

Logo. Kredit: University of Alabama in Huntsville.

Gang Wang z americké University of Alabama v Huntsville a jeho kolegové vyvinuli TENG s jednoduchým designem, který lze snadno vyrobit a přitom dodává obstojné množství elektřiny. Jeho základem je běžná komerční oboustranná lepicí páska, kterou badatelé uspořádali do vrstvy společně s tenkým plastovým filmem a tyto dva materiály následně obklopili rovněž tenkými plátky hliníku.

Pokud se tento „sendvič“ stlačí a pak se tlak zase uvolní, při oddálení lepicí pásky a plastu vznikají elektrické jiskry. Čím větší je tlak, tím více vznikne elektřiny. Při vhodném uspořádání tento generátor vytvoří 196,6 wattu na metr čtvereční. To by mělo být o 47 procent více, než bylo kdy uváděno pro podobná zařízení.

Tengův tým prověřil nový TENG generátor v sérii testů. Dokázal rozsvítit přes 400 LEDek, pokud ho někdo mačkal. Po připevnění na spodek boty rozsvítil LEDky při prvním kroku. Experimenty rovněž potvrdily, že může pohánět laserovou diodu, což otevírá k použití tohoto TENG generátoru v senzorech a fotonice. Podle tvůrců by tento generátor mohl prorazit v autonomní elektronice, co se nabíjí sama, protože ve srovnání se soudobými technologiemi zajistí více elektřiny při použití levnějších a jednodušších materiálů.

Video: Working Mechanism of Triboelectric Nanogenerator

Literatura

American Chemical Society 21. 11. 2022.

ACS Omega 7: 42359–42369.