EO

Microgenerator van nanodraden vervangt batterij

10 maart 2020 om 14:35 uur

Sensoren zonder batterij, van stroom voorzien door het warmteverschil tussen het oppervlak waarop de sensor is aangebracht en de omgeving: TU/e-promovendus Daniel Vakulov ontwierp een microgenerator op basis van nanodraden die dat mogelijk maakt.


Bron: Cursor

 

 Omdat het ondoenlijk wordt om de batterijen van de talloze IoT-sensoren te vervangen, wordt naarstig gezocht naar slimmere manieren om ze van energie te voorzien. Het zogeheten thermo-elektrische effect, waarbij warmte-energie uit de omgeving wordt omgezet in elektriciteit, is daarvoor een voor de hand liggende kandidaat.

 

Vakulov onderzocht de thermo-elektrische eigenschappen van nanodraden, vanuit de gedachte dat deze draadjes te dun zijn om via trillingen effectief warmte te transporteren, maar dik genoeg om elektriciteit te geleiden. Het materiaal indiumantimonide (InSb), waarvan in de cleanroom van de TU/e hoogwaardige nanodraden (met een diameter van 0,1 micrometer) kunnen worden gemaakt, bezit gunstige eigenschappen voor deze toepassing Vakulov: "Dat heeft te maken met de zware atomen waaruit het materiaal is opgebouwd." Als sluitstuk van zijn promotie maakte de Rus een ontwerp voor een micro-energiebron gemaakt van deze nanodraden. Het prototype ziet eruit als een stukje doorzichtig plakband, met een patroon van donkere vierkantjes erop. "Elk van deze vlakjes is een thermo-elektrische generator. Het plastic is nodig voor de stevigheid, en voor de thermische en elektrische isolatie."

 

vakulov

Foto: Daniël Vakulov

 

Elke generator bestaat uit een perceel van een halve millimeter waarin grofweg een miljoen nanodraden uit het oppervlak steken, volledig ingebed in transparant plastic. De promovendus toonde aan dat elk van de microgeneratoren een elektrisch vermogen opwekt van veertig microwatt bij een temperatuurverschil van drie graden Celsius. Dat is niet veel, maar er passen dan ook honderden thermo-elektrische microgeneratoren op een vingernagel. Aan elkaar gekoppeld zouden die volgens Vakulov genoeg vermogen leveren voor een sensor die je bijvoorbeeld tegen een wand of plafond kunt plakken. "Het verschil in temperatuur tussen zo'n oppervlak en de omgeving is eigenlijk altijd voldoende groot om een sensor van stroom te voorzien."

 

Zonnecellen

Reden genoeg om patent aan te vragen. Concrete plannen om de microgenerator op de markt te brengen, heeft Vakulov echter nog niet. "Binnen de groep is wel net een nieuw project rond nieuwe materialen gestart; wellicht werken die materialen nog beter. Ook ligt het voor de hand om dit soort thermo-elektrische generatoren te combineren met zonnecellen, waarbij de overtollige warmte van de panelen wordt benut door de generator."

 

Daniel Vakulov promoveert vandaag op zijn onderzoek 'Nanowires for thermoelectric energy conversion'.

 

Gerelateerd nieuws

Kansen voor bedrijven in de vermogenselektronica richting 2030

Kansen voor bedrijven in de vermogenselektronica richting 2030

“Ondanks de uitdagingen waar het Nederlandse bedrijfsleven op de korte termijn mee geconfronteerd wordt, zijn de kansen in het veld van vermogenselektronica groot en talrijk.” Deze kansen en mogelijkheden zal…

VS 3D-printen reactorkern

Amerika 3D-print reactorkern "(video)

Onderzoekers van het Oak Ridge National Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy hebben een metalen reactorkern ge-3D-print. Over twee jaar willen ze de gehele reactorproductie hebben gemoderniseerd.

Fotonische kristallen:

Fotonische kristallen: "Zelfs dun functioneel"

Fotonische kristallen zijn de nanostructuren die fotonen kunnen manipuleren door middel van een energy gap. Lang werd gedacht dat fotonische kristallen vrij dik moeten zijn om functioneel te zijn. Wetenschappers uit…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
MVK Fusion - 3 modules in 1

Murrelektronik introduceert een PROFINET/PROFIsafe module welke drie basisfuncties in één module verenigt:

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

16 juni 2020, online

Power Electronics event

Het doel van dit event is de diversiteit van toepassingen, innovaties en kennis te presenteren op het...

16 juni 2020, Veldhoven

Business Software Event 2020

‘Boost your business with connected software & smart data’. Dat is het thema van het Business...

17 juni 2020, Vianen

Industrial Ethernet Event

Hoe kun je het maximale uit Industrial Ethernet halen?

Meer agendapunten »