Nanogenerator

Efek piroelektrik
Banyak energi panas yang hilang ke lingkungan oleh berbagai perangkat mulai dari komputer hingga mobil hingga saluran transmisi listrik jarak jauh. Panas dapat diubah menjadi listrik menggunakan efek piroelektrik. Efek ini pertama kali diamati oleh filsuf Yunani Theophrastus ketika batu permata turmalin menghasilkan listrik statis dan menarik potongan jerami ketika dipanaskan. Ini karena pemanasan dan pendinginan mengatur ulang struktur molekul bahan tertentu, termasuk turmalin, dan menciptakan ketidakseimbangan elektron yang menghasilkan pembangkitan arus listrik.
Nanogenerator
Sebuah perangkat yang disebut pyroelectric nanogenerator telah dirancang untuk memanen limbah panas untuk menghasilkan listrik oleh para peneliti dari Georgia Tech. Kelompok peneliti menerapkan prinsip kuno ini untuk membuat nanogenerator (NG) yang dapat memanfaatkan perubahan suhu yang bergantung waktu dari sumber panas untuk menghasilkan listrik.
Para peneliti menggunakan kawat nano dari seng oksida dalam susunan pendek berdiri di ujung dan mendemonstrasikan perangkat yang menghasilkan listrik ketika dipanaskan atau didinginkan. Nanogenerator bahkan dapat menghasilkan daya karena suhu berfluktuasi dari siang ke malam.
Para peneliti mengklaim bahwa jenis NG baru ini dapat menjadi dasar untuk nanoteknologi mandiri yang memanen energi panas dari fluktuasi suhu yang bergantung waktu di lingkungan kita untuk aplikasi seperti sensor nirkabel, pencitraan suhu, diagnosa medis dan personal mikroelektronika.
Penggunaan nanogenerator
Piroelektrik dapat memainkan peran kunci dalam elektronik konsumen dan memulihkan panas ini dalam bentuk energi piroelektrik dapat membawa era baru "energi kecil". Nanogenerator piroelektrik bisa sangat berguna untuk menjalankan tugas tertentu dalam aplikasi biologi, kedokteran, dan nanoteknologi, terutama di luar angkasa karena kinerjanya baik pada suhu rendah.
Upaya Ukraina dan Amerika
Sebuah tim gabungan ilmuwan Ukraina dan Amerika juga telah mendemonstrasikan metode piroelektrik baru ini untuk memberi daya pada perangkat kecil menggunakan panas limbah. Dengan menggunakan struktur kecil yang disebut kawat nano feroelektrik, arus listrik dapat dihasilkan sebagai respons terhadap setiap perubahan suhu sekitar, yang jika tidak demikian, memanen energi yang terbuang dari fluktuasi termal.
Sifat piroelektrik
Dalam sifat piroelektrik kawat nano feroelektrik, koefisien piroelektrik sesuai dengan jari-jari kawat dan koplingnya. Semakin kecil jari-jari kawat, semakin besar koefisien piroelektrik menyimpang sampai radius kritis di mana respon berubah menjadi paraelektrik (di atas suhu Curie). Apa yang disebut "efek ukuran" ini dapat digunakan untuk menyesuaikan suhu transisi fase dalam struktur nano feroelektrik, sehingga memungkinkan sistem dengan respons piroelektrik yang besar dan dapat disetel.
Secara teori, penggunaan kontak penyearah dapat mengaktifkan kontak terpolarisasi kawat nano feroelektrik untuk menghasilkan arus dan tegangan raksasa, piroelektrik, searah sebagai respons terhadap fluktuasi suhu yang dapat dipanen dan dideteksi menggunakan detektor bolometrik. Perangkat skala nano seperti itu tidak akan mengandung bagian yang bergerak dan dapat cocok untuk operasi jangka panjang dalam aplikasi ambien seperti sistem biologis in-vitro dan luar angkasa.
Para peneliti percaya bahwa nanogenerator kecil ini akan memiliki efisiensi yang sangat tinggi pada suhu rendah, menurun pada suhu yang lebih hangat.Upaya Wake Forest University pada Power Felt
Para ilmuwan Universitas Wake Forest telah mengembangkan teknologi yang disebut Power Felt yang terdiri dari karbon nanotube, perangkat termoelektrik yang mengubah panas tubuh menjadi arus listrik.
Power Felt terdiri dari nanotube karbon kecil yang terkunci dalam serat plastik fleksibel dan dibuat agar terasa seperti kain. Teknologi ini menggunakan perbedaan suhu, misalnya, suhu ruangan versus suhu tubuh untuk menghasilkan daya.
Menggunakan Power Felt
Kegunaan potensial untuk Power Felt termasuk pelapis jok mobil untuk meningkatkan daya baterai dan melayani kebutuhan listrik, pipa isolasi atau mengumpulkan panas di bawah genteng untuk menurunkan tagihan gas atau listrik, pelapis pakaian atau peralatan olahraga untuk memantau kinerja, atau pembungkus IV atau situs luka untuk lebih melacak kebutuhan medis pasien. Ini dapat digunakan sebagai kit darurat, membungkus senter, menyalakan radio cuaca, mengisi daya ponsel prabayar dan dapat memberikan bantuan selama pemadaman listrik atau kecelakaan. 72 lapisan bertumpuk di kain menghasilkan sekitar 140 nanowatt daya dan penambahan lebih banyak lapisan nanotube dapat membuatnya lebih tipis untuk meningkatkan output daya.
Menurut para peneliti, bahkan dimungkinkan untuk membuat jaket dengan termoelektrik sepenuhnya di dalamnya. liner yang mengumpulkan kehangatan dari panas tubuh, sementara bagian luar tetap dingin dari suhu luar dan berpotensi memberi daya pada iPod.