De eeuwigdurende batterij

Share Button

Waar er ook maar beweging is, is er de mogelijkheid om energie op te wekken. Onze toetsenborden zijn mogelijk de volgende mini-energiecentrale. Deze energieopwekking is mogelijk door het bestaan van piëzo-elektriciteit. Piëzo-actieve kristallen krijgen een sterk ladingsverschil als ze van vorm veranderen, bijvoorbeeld als er op wordt gedrukt. Dat komt omdat positieve en negatieve ionen in het kristal ten opzichte van elkaar gaan verschuiven, waardoor er netto een extreem hoge spanning ontstaat, soms tienduizenden volt. Dit ladingsverschil is af te tappen. Denk aan de piëzo-elektrische aansteker. Al is de hoeveelheid opgewekte energie maar klein, het is ruim voldoende voor de volgende generatie laptops, die met ultra-energiezuinige processoren belooft te werken. Ook de snorrende harde schijf zal worden vervangen door een energiezuiniger solid-state alternatief en het beeldscherm kan worden vervangen door elektrisch papier (e-paper) dat geen energie gebruikt om het beeld in stand te houden, dus ook zeer energiezuinig is.

Madhu Bhadkaran vertelt over de volgende energierevolutie.

Madhu Bhadkaran vertelt over de volgende energierevolutie.

Volgens een artikel door dr. Madhu Bhaskaran[1], verbonden aan de Royal Melbourne Institute of Technology, kan een piëzoelektrische film worden gebruikt in combinatie met een bewegend deel van een klein elektronisch voorwerp om de accu op te laden. Dit kan bijvoorbeeld door de mechanische druk – die normaal toe wordt gepast bij bijvoorbeeld het gebruiken van een toetsenbord – in elektriciteit om te zetten. Zo laadt een voorwerp zich op terwijl het wordt gebruikt. Dit concept zou wijlen Jurriaan Andriessen, de bedenker van Eldorica, zeer aanspreken. Hij geloofde in kleine handapparaten die de gebruiker moest opwinden. Dat alles in het kader van een duurzame economie waar mensen maar een handvol uren per week hoeven te werken. Een apparaat dat zijn energie krijgt doordat de gebruiker het benut, is uiteraard de overtreffende trap van dit idee.

Piëzoelektriciteit is nogal weerbarstig te manipuleren, laat staan in een dunne film te verwerken, maar Bhaskaran lijkt nu toch een techniek te hebben ontwikkeld waarmee het kan. Door middel van piëzo-elektrische kristalletjes op nanoschaal wordt voortdurend elektriciteit opgewekt die vervolgens wordt afgetapt. Het zal nog wel even duren voordat met deze techniek piëzo-elektrische energieoogstende films goedkoop genoeg  worden om voor weinig geld energie op te wekken voor, zeg, een camera, laptop, mobiele telefoon of zelfs een pacemaker.

De huidige generatie piëzo-elektrische films produceert ongeveer 250 W per vierkante millimeter bij 5 mN kracht – ongeveer een toetsindruk. Het opgewekte vermogen zal niet groot zijn – hooguit een paar watt – maar het kan een bruikbare aanvulling vormen op het verwerken van zonnepanelen in apparatuur. Bhaskaran schat dat haar piëzo-elektrische circuits ongeveer tien procent van de energiebehoefte van elektronische gadgets kan dekken. Als energiezuiniger elektronica er echt doorkomt – en waarom niet, bedenk dat een computer anno nu honderd miljoen maal meer energie verbruikt dan natuurkundig gezien nodig is – zal ook deze zwakke hoeveelheid energie ruim voldoende zijn om deze elektronica te laten draaien. Een laptop waarbij opladen nooit meer nodig is. Bhaskaran denkt dat binnen drie jaar de eerste piezo-powered gadgets op gaan duiken.Plus uitrolbare zonnepanelen die zich als een epidemie over de wereld uit gaan storten.

Eindelijk komaf met die irritante knoopcellen en hoge stroomrekeningen. Hiermee komt de digitale revolutie voor elke wereldbewoner er pas echt aan. Ik ben vast niet de enige die daar van droomt…

Bronnen
1. Bhaskaran, M., Sriram, S., Ruffell, S. and Mitchell, A. (2011), Energy Materials: Nanoscale Characterization of Energy Generation from Piezoelectric Thin Films (Adv. Funct. Mater. 12/2011). Advanced Functional Materials, 21: 2165. doi: 10.1002/adfm.201190041
2. RMIT

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

2 reacties

  1. Hans schreef:

    Het zal nog wel even duren voordat met deze techniek piëzo-elektrische energieoogstende films goedkoop genoeg worden om voor weinig geld energie op te wekken voor

    Ben je niet bang dat het vervaardigenv an de piëzo-elektrische film meer energie zal kosten dan het ooit oplevert.
    Is het dan nog wel zinvol om die dingen te maken?

  2. Timgrabie schreef:

    Dit zou een uitkomst zijn voor de wereld. hoop echter wel dat het niet te vervuilend is voor de wereld om ze te maken.

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger