Недавно совместными усилиями учёных из Китая, США и Германии был создан пьезогенератор, при работе которого используются органические нановолокна полимера поливинилиденфторида, полученные по технологии «электропрядения», позволяющей добиться максимально точного размещения на подложке волокон полимера. Использовавшиеся до этого изобретения неорганические полупроводниковые наноструктуры создавались с большими затратами времени, средств и труда, а в результате оказывались очень хрупкими и неспособными использоваться длительное время. Органические же нановолокна при их растяжении с частотой в 0,5 Гц на протяжении 100 минут никак не пострадали и не изменили своих свойств.
Благодаря этому открытию учёных удалось создать пьезогенераторы размером всего в 500 нм, которые в результате механического воздействия на них давали напряжение до 30 мВ и выходной ток до 3,0 нА. Данные экспериментальные устройства превзошли своих конкурентов на неорганических наноструктурах по эффективности преобразования энергии в 2 раза. И, по заверениям создателей, это ещё не предел: с уменьшением размеров нановолокон их характеристики улучшаются, а эффективность увеличивается. Дальнейшие исследования в этой области помогут создать более мощные пьезогенераторы, а также приспособить их к использованию при изготовлении одежды для подзарядки мобильных электронных устройств.
Бестопливные генераторы под дорожным полотном.
Более 10 лет компанией Innowattech под руководством профессора Хаима Абрамовича и доктора Евгения Хараша велись исследования в области создания пьезогенраторов, получающих электроэнергию с помощью пьезоэлектрических элементов, расположенных под дорожным полотном, благодаря давлению на них движущегося транспорта. Энергию можно получать даже с дорог, по которым транспорт движется всего со скоростью 5- 10 км/ч.
Проезжающие по дорогам Земного шара ежедневно и в больших количествах автомобили и автобусы, поезда и электрички, взлетающие и приземляющиеся самолёты создают такое давление, которое может быть преобразовано пьезогенераторами в огромное количество электороэнергии. И при этом для получения такой экологически чистой энергии не нужны дополнительные территории, как, к примеру, при преобразовании энергии солнца или ветра. К тому же, получение энергии из давления на дорожное полотно возможно при любых погодных условиях, а солнечные и ветровые электростанции зависимы от погоды.
При дальнейшем развитии электромобильного направления этот способ получения энергии можно будет использовать для самообеспечения транспортных средств энергией: проезжающий транспорт создаёт энергию и тут же подзаряжается на специальных заправках, аккумулирующих энергию с пьезогенераторов, от произведённой электрической энергии.
Этот принцип получения электроэнергии применяется на одной из станций метро в Японии, только там пьезогенераторы размещаются под полом, используя давление пешеходов на пол для получения энергии для турникетов. И в Англии есть танцпол, где танцующие могут наблюдать за эффектом действия пьезогенраторов на питаемых этой энергией дискотечных осветительных приборах. В Новой Зеландии опробовали получение энергии от давления на дороги, только там не применяются пьезоэлементы, а используемая система приводит к уменьшению кинетической энергии движущегося транспорта, в связи с чем увеличивается расход бензина.
Технологию Innowattech решились испытать на себе израильтяне: пьезогенераторы компании установили на рельсах вблизи станции Лод, по которым ежечасно проходят порядка 20 поездов длиной около 10 вагонов. Подобная интенсивность движения обеспечивает выработку такого количества электроэнергии, которого достаточно для полного обеспечения 150 жилых домов. И чем ближе конечный потребитель находится к место выработки энергии, тем меньше потери электроэнергии и больше эффективность применяемой технологии.
К настоящему моменту сотрудниками компании уже разработаны пьезоэлектрические генераторы для автодорог и железнодорожных полотен, для пешеходных дорожек и тротуаров, для взлётных полос.