Energie opwekken met druppels

Het werk is verschenen in Advanced Materials.

Stromend water in de vorm van (regen)druppels is een veel voorkomende bron van mechanische energie die kan worden omgezet in elektrische energie. Eerdere pogingen om deze energie om te zetten met behulp van verschillende technieken waren ofwel beperkt in efficiëntie of in stabiliteit, of vereisten een externe spanning. De onderzoekers injecteerden nu echter ladingen in een isolerende laag van een electret door een nieuwe laadmethode toe te passen die gebaseerd is op electrowetting. Een elektrische stroom wordt opgewekt bij de impact van een druppel wanneer de geïnduceerde tegenladingen op de condensator worden herverdeeld.

De omvang van deze stroom wordt bepaald door het aantal geïnjecteerde ladingen. Door gebruik te maken van composietmateriaal met een hoge sterkte konden de onderzoekers het aantal geïnjecteerde ladingen erg verhogen. Door het slimme ontwerp van de elektroden kon de herverdeling van de lading in hun generator op de meest efficiënte manier plaatsvinden. De onderzoekers slaagden erin om 11,8% van de mechanische energie van een vallende druppel om te zetten in elektrische energie, wat een aanzienlijke verbetering is ten opzichte van de efficiëntie van vergelijkbare apparaten. Bovendien toonden ze aan dat de efficiëntie van de proces niet afneemt na 100 dagen. Daardoor kan het apparaat na slechts 15 minuten opladen op lange termijn worden gebruikt.

De aanpak is niet beperkt tot het oogsten van energie op basis van druppels. Niels Mendel, een van de auteurs zegt: "Onze methode kan ook worden overwogen voor andere toepassingen waarbij mechanische energie moet worden omgezet in elektrische energie, bijvoorbeeld in draagbare apparaten, uit golven of voor sensoren."