Energie opwekken met druppels

Onderzoekers van de Universiteit Twente en de South China Normal University ontwierpen een elektrische generator die energie kan opwekken met druppels en andere mechanische energiebronnen. Hun werk is onlangs 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 elektrische generator kan worden uitgelegd als een permanent geladen condensator, ook wel bekend als een electret. De onderzoekers injecteerden ladingen in een isolerende laag van deze condensator door een nieuwe laadmethode toe te passen die gebaseerd is op electrowetting – een techniek om het contactoppervlak van druppels met een elektrisch veld aan te passen. Een elektrische stroom wordt opgewekt bij de impact van een druppel wanneer de geïnduceerde tegenladingen op de condensator worden herverdeeld.

De onderzoekers slaagden erin om 11,8 procent 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 apparat na slechts 15 minuten opladen op lange termijn worden gebruikt.