Energija je neprestano oko ljudi u mnogim njenim oblicima - na suncu, toplini u sobi, pa čak i samim pokretima ljudi. Sva ova energija obično se jednostavno „troši“za ljudsku civilizaciju, ali se potencijalno može upotrijebiti za napajanje pokretnih i nosivih naprava - od biometrijskih senzora do pametnih satova. Istraživači sa Sveučilišta u Ouluu (Finska) otkrili su mineral s kristalnom strukturom perovskita, čija mu svojstva omogućuju istodobno izvlačenje energije iz mnogih različitih izvora.
Perovskiti su obitelj minerala od kojih su se mnogi pokazali perspektivnim zbog svoje sposobnosti istodobnog izlučivanja jedne ili dvije vrste energije. Jedan od članova ove obitelji, na primjer, može biti dobar za pretvaranje solarne energije u električnu energiju. Drugi je bolji u vađenju energije iz promjena temperature i tlaka koje se mogu dogoditi tijekom kretanja. Nazivaju se piroelektričnim i piezoelektričnim materijalima.
Ponekad, naravno, jedna vrsta energije nije dovoljna kao izvor. Neki oblik energije možda nije uvijek dostupan - u oblačno vrijeme ili kad se osoba ne kreće. Stoga su istraživači razvili uređaje koji mogu izdvajati više oblika energije. Ali ovi uređaji zahtijevaju različite materijale koji ih čine previše glomaznim za upotrebu u kompaktnim uređajima.
Pisma primijenjene fizike objavila su rezultate studije Yang Baija i njegovih kolega sa Sveučilišta u Oulu. Istraživači su proučavali specifičnu vrstu perovskita zvanu KBNNO koja je vjerojatno sposobna izvući različite oblike energije. Kao i svi perovskiti, KBNNO je feroelektrični materijal ispunjen sitnim električnim dipolom, poput malih strijela kompasa u magnetu.
Kada feroelektrični materijal sličan KBNNO-u podvrgne temperaturnim promjenama, njegovi se dipoli premještaju i tako se inducira električna struja. Električni naboj se također akumulira prema smjeru momenta dipola. Deformacija materijala dovodi do činjenice da određeni njegovi fragmenti privlače ili odbijaju naboj, što opet dovodi do stvaranja struje.
Istraživači su prethodno proučavali fotonaponska i opća feroelektrična svojstva KBNNO-a, ali ovo je istraživanje provedeno na 200 stupnjeva ispod smrzavanja i nisu se usredotočili na temperaturu i tlačna svojstva materijala. U novoj studiji, Yang Bai primjećuje, prvi put su procijenjena sva ta svojstva materijala koja se pojavljuju na sobnoj temperaturi.
Eksperimenti su pokazali da iako je KBNNO dobar za proizvodnju energije iz topline i tlaka, nije tako dobar kao drugi perovskiti. Možda je najimpresivnije otkriće istraživača bilo sposobnost izmjene sastava KBNNO radi poboljšanja njegovih piroelektričnih i piezoelektričnih svojstava. Dakle, sve su ove osobine moguće „prilagoditi“i iskoristiti ih što je moguće efikasnije. Mladi Bai i njegovi kolege istražuju mogućnost poboljšanja KBNNO primjenom natrija.
Yang Bai je također rekao da se nada da će naredne godine stvoriti prototip uređaja koji će crpiti energiju iz različitih izvora. Proces njegove izrade jednostavan je, tako da bi se tehnologija mogla komercijalizirati u roku od nekoliko godina nakon što istraživači utvrde najbolji materijal.
Promotivni video:
Prema Yang Bai-u, ova tehnologija može dovesti do ubrzanog razvoja na područjima Interneta stvari i pametnih gradova, gdje senzori i uređaji koji troše energiju mogu imati stalan pristup energiji.
Takav će se materijal vjerojatno koristiti u baterijama uređaja, povećavajući njihovu energetsku učinkovitost i smanjujući potrebu za čestim punjenjem. Jednog dana, Yang Bai nadopunjuje svoju pripovijest, korisniku se uopće neće trebati stavljati njegov uređaj. Baterije kompaktnih uređaja u modernom smislu općenito mogu ostati u prošlosti.
Ali činjenica da je otkriveno da postoji teoretski način da se baterija bazira u uređajima ne znači ni da će se proizvodi ove tehnologije uskoro pojaviti, niti da će se ta tehnologija ikada primijeniti.
Hoće li ikada postojati nosivi uređaji, pa čak i pametni telefoni bez baterija, kojih je sasvim dovoljno za energiju koja se nalazi u prostoru okolo, ali je izgubljena, jer ne postoji učinkovita metoda vađenja?
Na temelju materijala s sciencedaily.com
OLEG DOVBNYA