Sign In

VTT:ltä uusi menetelmä sähkön tuottamiseen

30.10.2014

VTT:n tutkijat ovat todentaneet kokeessaan ensi kertaa uuden tavan tuottaa sähköenergiaa. Uutta sähköntuottotapaa voidaan hyödyntää muun muassa energian keräämisessä, jossa ympäristön energiaa, kuten mekaanista värinää, muutetaan sähköenergiaksi. Energian keräimiä tarvitaan esimerkiksi langattomissa, energiaomavaraisissa antureissa ja lääketieteen implanteissa, joissa ne voivat jatkossa korvata paristojen käytön. Tulevaisuudessa energian keräimet voivat avata uusia sovellusmahdollisuuksia muun muassa puettavan elektroniikan alalla.

 

VTT:n tutkijat tuottivat sähköenergiaa aineiden työfunktioon perustuvan varautumisilmiön avulla. Työfunktio on aineen elektroneita kuvaava suure, joka määrittelee myös valosähköisen ilmiön. Kun kaksi eri työfunktion omaavaa johtavaa kappaletta, kuten alumiini ja kupari, kytketään sähköisesti yhteen, ne varautuvat vastakkaismerkkisiksi. Metallilevyjä liikuttamalla tehdään työtä varausten Coulombin vetovoimaa vastaan. VTT:n kokeessa näin aikaan saatu potentiaalienergia muutettiin hyödylliseksi sähkötehoksi yhdistämällä levyt ulkoiseen piiriin. Ilmiö toimii myös puolijohtavilla aineilla ja kappaleiden periodinen liikuttelu tuottaa vaihtosähköä.

Nykyisissä anturisovelluksissa ja lääketieteen implanteissa, esimerkiksi sydämentahdistimissa, sähköä tuotetaan yleensä edelleen paristojen avulla. Mekaanisista värinöistä sähköä tuottavien pienikokoisten energian keräimien tutkimustyö on keskittynyt pietsosähköisiin aineisiin perustuviin komponentteihin sekä sähköstaattisiin komponentteihin, joissa sähköenergian tuottotapa muistuttaa VTT:n kehittämää menetelmää. Toisin kuin sähköstaattiset komponentit, VTT:n kehittämä sähköntuottotapa ei kuitenkaan vaadi ulkoista paristoa tai valmistusteknisesti ja käyttöiältään haasteellisia elektreettimateriaaleja.

VTT:n arvion mukaan uusi sähköntuottotapa voisi olla teollisuuden käytössä 3-6 vuoden kuluttua. Energian keräimet ja uudet anturiratkaisut ovat yksi lähitulevaisuuden megatrendeistä. Energian keräimillä voidaan korvata paristot ja muut energialähteet sovelluskohteissa, joiden huoltaminen on vaikeaa tai mahdotonta.

Tutkimustulokset on julkaistu Scientific Reports -lehdessä.

Tieteellinen artikkeli verkossa: http://www.nature.com/srep/2014/141028/srep06799/full/srep06799.html

Kuva: Uuden sähköntuottomenetelmän periaatekuva. Kappaleilla 1 ja 2 on eri työfunktiot.

 

Asiakaspalvelu
Sähköpostiinfo@vtt.fi
Puhelin020 722 7070
Avoinna arkisin klo 9.00 - 11.00 ja 12.00 - 15.00

OTA YHTEYTTÄ

PL 1000, 02044 VTT
Puh. vaihde 020 722 111
Avoinna arkisin klo 8.00 - 16.30

ASIAKASPALVELU

info@vtt.fi
Puh. 020 722 7070
Avoinna arkisin klo 9.00 - 11.00 ja
12.00 - 15.00