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Effizienter triboelektrischer Generator

14.03.2014

Wissenschaftler des Georgia Institute of Technology gaben die Entwicklung eines effizienten und zuverlässigen triboelektrischen Generators bekannt.

Dieses Gerät erzeugt Strom, indem es zwei Oberflächen reibt. Bisher waren die bekannten Verfahren zur Gewinnung von Triboelektrizität zu unzuverlässig. Aus diesem Grund nutzen die meisten Generatoren heute das Prinzip der magnetischen Induktion.

In ihrer Studie, die die Wissenschaftler in Nature Communications veröffentlicht haben, sagen sie jedoch, dass die wichtigsten Hindernisse für die Gewinnung von Triboelektrizität überwunden wurden. In Zukunft kann dies bedeuten, dass die Menschheit neue unerschöpfliche Energiequellen erhält: Gehen (Treppen, Korridore, Bürgersteige), Regen, Wind, Tanzflächen, Stadtverkehr, Computerschlüssel und viele andere Dinge und Orte.

Der Tribogenerator-Prototyp sieht aus wie eine dünne Unterlegscheibe mit einem Durchmesser von 10 cm, im Inneren befinden sich zwei runde Platten: Eine gibt Elektronen ab, die andere nimmt Elektronen auf. Diese Platten sind durch eine dielektrische Luftschicht getrennt, jedoch ist noch eine dritte Zwischenscheibe mit Elektroden vorgesehen, die bei Rotation des Tribogenerators die Platten elektrisch verbinden. Bei einer maximalen Drehzahl von 3000 U/min kann das Gerät 1,5 Watt elektrische Leistung erzeugen und hat einen Umwandlungswirkungsgrad von 24 %, was der dreifachen Kapazität von piezoelektrischen Generatoren entspricht und ungefähr mit dem Wirkungsgrad herkömmlicher Generatoren vergleichbar ist Prinzip der magnetischen Induktion.

Allerdings hat der Tribogenerator heute einen entscheidenden Nachteil: Für seine Elektroden wird Gold verwendet. Gleichzeitig behaupten die Entwickler, Gold könne durch billige Kunststoffe ersetzt werden.

Ein neuer Generator, der durch Wind oder andere mechanische Kräfte angetrieben wird, könnte "kostenlosen" Strom erzeugen und billiger sein als Generatoren mit Magneten aus seltenen Erden.

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Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

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Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Solarpanel-Sandwich zur direkten Energieübertragung aus dem Weltraum zu terrestrischen Empfängern 25.12.2021

Als Teil des Vertrags von Northrop Grumman mit dem Pentagon wurde das erste Solarpanel entwickelt und getestet, um Sonnenlicht direkt in einen Hochfrequenz-Energiestrahl umzuwandeln und Energie drahtlos aus dem Weltraum an terrestrische Empfänger zu übertragen. Die Versuchsplatte zeigte sich unter Laborbedingungen mit hoher Effizienz und wurde die erste ihrer Art (ca. 1 m2 Fläche). Bis zum Weltraumtest bleiben noch vier Jahre.

Northrop Grumman hat dem US Air Force Research Laboratory (AFRL) einen Auftrag im Wert von über 100 Millionen US-Dollar für das Programm Space Solar Power Incremental Demonstrations and Research (SSPIDR) erteilt. Neulich zeigten Northrop-Ingenieure einen Prototyp eines zusammengesetzten Solarmoduls mit eingebauten Blöcken zur Umwandlung von Sonnenenergie in Hochfrequenz mit Fokussierung und Weiterleitung an einen Empfänger in Betrieb.

Die Lösung war kompakt und einfach zu bedienen. Das gesamte System ist als Sandwichpaneel ausgeführt und kann wie herkömmliche Solarpaneele im Weltraum eingesetzt werden. Auf einer Seite des Panels befinden sich Hochleistungs-Fotodetektoren, und auf der Rückseite befinden sich Antennen zur Übertragung des Funkenergiestrahls zu Empfängern auf der Erde.

Weltraumtests von Sandwichplatten im erdnahen Orbit werden im Jahr 2025 während des Arachne-Programms erwartet. Der Satellit wird mit einem Solarpanel aus sechs Sandwichplatten ausgestattet, um die Sonnenenergie direkt zur Erde zu leiten. Ein solches komplexes Energieerzeugungssystem soll die Probleme der Energieversorgung von Militärbasen in abgelegenen Ecken der Erde und zu Zeitgrenzen lösen, in denen die Schaffung einer vollwertigen Energiestruktur unpraktisch ist. Auf diesem Prinzip können in Zukunft riesige Orbitalkraftwerke gebaut werden, um saubere Energie auf die Erde zu übertragen.

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