Vítr bičující umělou trávu vyrábí elektřinu

Nový typ nanogenerátoru využívající větrnou energii může pohybem umělohmotných proužků na střeše, které se budou ve větru kývat jako tráva, vyrábět elektřinu. Na střechu se připevní pružné umělohmotné proužky tak, jako je tomu například u řad kostek domina.

Triboelektrický efekt

Proužky mají na jedné straně nanodrátky a na straně druhé vrstvu materiálu ITO (indium tin oxide, oxid inditocíničitý, elektricky vodivý a užívaný v optice). Když se proužky ve větru kývají, nanodrátky narážejí na povrchy ITO sousedních proužků. Tento krátkodobý kontakt umožňuje, aby elektrony přešly z jednoho materiálu na druhý a přenášely tak elektřinu vzniklou triboelektrickým jevem při ohýbání vláken. Jestliže podle Weiginga Yanga z čínské Southwest Jiatong University v Chengdu pokryjeme střechu o ploše 300 metrů čtverečních těmito proužky, lze získat až 7,11 kW. Yang pracoval na této koncepci se skupinou Zhong Lin Wanga z Georgia University of Technology, Atlanta. Cílem skupiny bylo získat energii nejen z trvale proudících větrů, ale i z poryvů větrů. Yang konstatoval, že ve srovnání s větrnou turbínou je triboelektrický generátor (TENG) efektivní při využívání energie přírodního větru proudícího všemi směry.

Experiment s šedesáti proužky

Systém je jednoduchý jak z hlediska výrobního, tak z hlediska možností zvyšování výkonu. Generátor byl zatím ověřován jen v laboratoři s pomocí elektrického větráku na modelové střeše pokryté šedesáti proužky. Vyprodukoval dostatek elektřiny pro rozsvícení šedesáti LED. Proužky fungovaly při rychlostech větru od 21 km/h, nejúčinnější byly při rychlosti okolo 100 km/h.

Pochyby

Podle Fernanda Galembecka z brazilské University of Campinas, Sao Paulo, to však není snadno dosažitelné. Existuje ještě dlouhá cesta k instalování těchto zařízení na střechy a stěny domů. Podobně, jako je tomu i u jiných obnovitelných energetických zdrojů, bude úspěch nové technologie záviset na skladování energie. Podle Yanga se hledají nejen způsoby skladování, ale i kombinace nanogenerátorů se slunečními panely za účelem zvýšení výkonu. Galembeck také namítá, že materiál ITO není vhodný pro své špatné mechanické vlastnosti, toxicitu a vysoké náklady. Celková koncepce je podle něj vysoce nadějná, ale její realizace závisí na přechodu k jiným materiálům.

(James Urquhart: Wind whips plastic grass to produce power. New Scientist, 2016, č. 3055, s. 19)