نانوژنراتورها برای تبدیل انرژی مکانیکی اتلافی به انرژی الکتریکی با استفاده از اثر پیزوالکتریک، طراحی می‌شوند. ژانگ لین وانگ و همکارانش از جرجیا تِک در جدیدترین تحقیق خود نانوژنراتورها را در سطح داخلی چرخ‌های لاستیکی مجتمع کرده و امکان جمع‌آوری انرژی از حرکت خودروها را شرح داده‌اند. آنها در مطالعه خود توضیح ساده‌ای از دورنمای کاربرد گسترده نانوژنراتورها در زمینه جمع‌آوری انرژی و سیستم‌های خودتوان‌دهنده ارائه کرده‌اند.
نانوژنراتور انرژی اتلافی در چرخ لاستیکی را جمع‌آوری می‌کند
نانوژنراتورها برای تبدیل انرژی مکانیکی اتلافی به انرژی الکتریکی با
استفاده از اثر پیزوالکتریک، طراحی می‌شوند. ژانگ لین وانگ و همکارانش از
جرجیا تِک در جدیدترین تحقیق خود نانوژنراتورها را در سطح داخلی چرخ‌های
لاستیکی مجتمع کرده و امکان جمع‌آوری انرژی از حرکت خودروها را شرح داده‌اند.
آنها در مطالعه خود توضیح ساده‌ای از دورنمای کاربرد گسترده نانوژنراتورها
در زمینه جمع‌آوری انرژی و سیستم‌های خودتوان‌دهنده ارائه کرده‌اند.
این محققان برای آزمایش‌های خود، یک چرخ دوچرخه را در یک دستگاه آزمایشگاهی
نصب کردند، بطوری که می‌توانستند برای شبیه‌سازی شرایط موجود در قسمتی از
چرخ که در تماس با سطح جاده است، آن را بطور متناوب فشرده و رها کنند.
نانوژنراتوری که آنها به سطح این چرخ دوچرخه چسبانده بودند، با یک ساختار
لرزانک آزاد طراحی شده بود و شامل پنج لایه بود: یک بستر پلی‌استر انعطاف‌پذیر،
فیلم‌های از نانوسیم‌های اکسید روی بر روی سطوح بالا و پایین این بستر، و
الکترودهایی روی این سطوح.
هر زمانی که این چرخ فشرده می‌شد، این نانوژنراتور یک پالس الکتریکی تولید می‌کرد.
این محققان تحت شرایط آزمایشگاهی‌شان، ولتاژ و جریان خروجی این نانوژنراتور را به
ترتیب یک و نیم ولت و بیست و پنج نانوآمپر اندازه‌گیری کردند. این نانوژنراتور با
انرژی جمع‌آوری شده، بطور مستقیم یک نمایشگر LCD کوچک را روشن کرد.
وانگ توضیح می‌دهد که مساحت کاری موثر نانوژنراتورشان حدود یک و نیم سانتیمتر در
نیم سانتیمتر است و ماکزیمم چگالی توان خروجی آن به ۷۰ میکرووات بر سانتیمترمربع
می‌رسد. در مقایسه با نتایج گزارش شده تحت این شرایط در تحقیق‌های دیگر، این عملکرد
کمی پایین‌تر است. همانطور که وانگ توضیح می‌دهد دلیل این امر این است که لاستیک یک
ماده پلاستیکی است که مقداری از انرژی مکانیکی را جذب می‌کند، و میزان تغییرشکل در
آن در مقایسه با یک ماده صلب تحت همان شرایط کم‌تر است. با این وجود هنوز این
عملکرد خیلی خوب است.
این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Advanced Materials منتشر
کرده‌اند.
