כשהג'יפ התגלגל, נורות LED שלו החלו להבהב לסירוגין. אבל במקום שהסוללה של הצעיר תפעיל את האורות, כפי שניתן היה לצפות, ננו-גנרטור על צמיגי הג'יפ אסף אנרגיית חיכוך כדי לתדלק אותם.
פותח על ידי מהנדסים מאוניברסיטת ויסקונסין במדיסון ואוניברסיטת ז'נגז'ו בסין, ננו-גנרטור זה עשוי בסופו של דבר לייעל מכוניות אמיתיות. על ידי הנחת אלקטרודות על הצמיגים, המדענים גילו כיצד לתפוס את האנרגיה מהפוטנציאל החשמלי המשתנה בין הצמיגים לכביש. סוג זה של אנרגיה מבוזבז בדרך כלל, אך ננו-גנרטורים מאפשרים לקצור אותה ולהפנות אותה לעבר מצבר המכונית, כך דיווחו לאחרונה בכתב העת Nano Energy .
"אני די מתרגש מהעניין", אומר מנהיג הפרויקט שודונג וואנג, פרופסור חבר למדעי חומרים והנדסה באוניברסיטה.
Nanogenerator עובד על עיקרון שנקרא אפקט טריבואלקטרי, מסביר וואנג. האפקט הטריאו-אלקטרי הוא המטען שמקורו בשפשוף יחד סוגים מסוימים של חומרים. ההלם הסטטי שאתה מקבל לאחר שפשוף את הרגליים על השטיח הוא דוגמא, וכך גם המטען שצמיגי מכוניות גומי ודרכי אספלט מייצרים בבואם במגע.
הצוות של וואנג עושה ניסויים בננו-גנרטורים - אלקטרודות הממירות אנרגיה מכנית לחשמל - מזה מספר שנים. החוקרים מניחים את טלאי האלקטרודה באורך אינץ 'על פני צמיגי המכונית כדי לרתום את האנרגיה ולהפנות אותה חזרה אל סוללת המכונית. וואנג בסופו של דבר היה רוצה לראות שהטכנולוגיה משפרת את היעילות של מכוניות חשמליות.
"אנחנו בטח יכולים לשפר את הקילומטראז 'בעשרה אחוזים", אומר וואנג. "אני חושב שכל המכוניות החשמליות ירצו את זה."
את הפרויקט יהיה צורך לפתח עוד יותר לפני שחברות רכב יוכלו לרכוש. צמיגי רכב יצטרכו להיות מתוכננים מחדש באופן משמעותי כדי לשלב את הננו-גנרטורים. עם הג'יפ הצעצועי, טלאי האלקטרודה הונחו רק על פני הצמיגים. אבל במכונית אמיתית, מיקום זה אומר שהאלקטרודות יישחקו כמעט מייד. וואנג רואה בעיצוב צמיגים שמשלב את האלקטרודות ישירות במדרגות. אך מדובר בשיפוץ עיצובי עיקרי שייקח זמן וכסף רציני. וואנג מתכנן לעבוד עם מהנדסים כדי להבין את עיצוב הצמיגים הטוב ביותר.
"אני רוצה להנדס את התצורה ולראות מה היעילות המרבית שאליה אנו יכולים להגיע", אומר וואנג.
ג'יפ הצעצוע עם צמיגי ננו-גנרטורים על צמיגיו (UW- מכללת ההנדסה למדיסון) וואנג חושב שהננו-גנרטורים יהיו מוכנים לשימוש בעולם האמיתי מתישהו בעשר השנים הבאות. התזמון המדויק יהיה תלוי בכמה קשה להנדס צמיגים שונים, ואילו סוגים של יצרני כלי רכב מעוניינים ליישם את הטכנולוגיה.
יש יישומים רבים ושונים עבור ננו-גנרטורים טריואלקטריים [TENG], אומר וואנג. רוב מחקרי הננו-גנרטור מתבצעים באירופה או באסיה, שם חוקרים בודקים TENGs במגוון מדיומים. צוות במכון הטכנולוגי בג'ורג'יה ובשתי אוניברסיטאות סיניות פיתח ננו-גנרטור מבוסס נייר הניתן להחלפה כדי לקצור אנרגיית גלי קול. ניתן להציב את הננו-גנרטור בסלולרי כדי לקצור אנרגיה מקולות אנושיים. צוות אחר פיתח ננו-גנרטור שניתן להכניס לנעל כדי לרתום את אנרגיית ההליכה. ההמצאה עשויה להניע אלקטרוניקה קטנה, או אפילו בסופו של דבר להשאיל את כוחה לרשת. TENG שקוף שזה עתה הומצא לוכד את כוחם של מים זורמים. זה יכול להיות משולב בחלונות ברכב או בבית כדי להשתמש בכוח הגשם, באנרגיה הקינטית של גשם יורד.
וואנג מבטיחים כמו TENG, ישנם מעט יחסית מדענים אמריקאים המנהלים סוג זה של מחקר, אומר וואנג.
"המשקיעים והממשלה הפדרלית צריכים לחשוב יותר על [TENGs], " אומר וואנג. "ישנן דרכים רבות ושונות לחסוך באנרגיה."
