В своей недавней работе исследователи из Политехнического института Ренсселера разработали полимерную пленку, содержащую специальное соединение галогенидного перовскита. Этот материал способен производить электричество за счет пьезоэлектрического эффекта, который возникает при воздействии на него давления. В отличие от других пьезоэлектрических материалов, этот состав не содержит токсичного свинца, что делает его более безопасным для окружающей среды и подходящим для использования в различных устройствах.
«Наши результаты обнадеживают, и мы видим в них потенциал для поддержки перехода к зеленой энергии», — отмечает Нихил Кораткар, ведущий автор исследования. «Целью было создать материал без свинца, который можно было бы производить по доступной цене с использованием распространенных в природе элементов».
Разработанный материал представляет собой пленку толщиной всего 0,3 миллиметра, которую можно интегрировать в различные устройства и конструкции. Материал преобразует механическую энергию в электрическую, что делает его подходящим для использования в дорожных покрытиях, где он может генерировать электричество от движения автомобилей, или в строительных материалах, которые буду преобразовывать вибрации зданий в энергию.
Пьезоэлектрический эффект возникает в материалах, лишенных структурной симметрии. Под воздействием давления положительные и отрицательные ионы в материале смещаются, создавая электрический заряд. В созданном учеными составе из бария, циркония и серы структурная симметрия легко нарушается, что приводит к выраженной реакции на деформацию.
Исследователи протестировали новый материал, подвергнув его различным воздействиям при ходьбе, беге и даже хлопках руками. Эксперименты показали, что материал способен генерировать достаточно энергии для питания светодиодов. Это открывает возможности для создания носимых устройств, например, светящихся кроссовок для бегунов.
Дальнейшие исследования будут сосредоточены на поиске соединений с еще более значительным пьезоэлектрическим эффектом, а для ускорения этого процесса планируется использовать методы искусственного интеллекта и машинного обучения.
Новый материал демонстрирует потенциал для широкомасштабного применения, что делает его важным шагом на пути к более экологичным и устойчивым источникам энергии.
Тем временем исследователи из Швейцарии разработали уникальный ламинат, который эффективно поглощает шум и вибрации.
