تولید انرژی با نانوسیم‌های اکسید روی

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما؛ در برداشت انرژی (EH)، انرژی طبیعی یا اتلاف شده (مانند تلفات حرارتی، ارتعاشات، نور و جریان هوا) به انرژی قابل استفاده تبدیل می‌شود. مقاله‌ای که در مجله Materials منتشر شده است، رفتار پیزوالکتریک نانوسیم‌های اکسید روی با تحریک مکانیکی را بررسی می‌کند.
اینترنت اشیاء به اجسام فیزیکی اجازه می‌دهد تا داده‌ها را مبادله کنند و تصمیم بگیرند و نیاز به دخالت انسان را از بین ببرند.
برنامه‌های کاربردی اینترنت اشیاء شامل اتوماسیون صنعتی، حسگرها، مراقبت‌های بهداشتی، حمل و نقل و واکنش‌های اضطراری به فجایع طبیعی و انسانی است. منابع برق رایج نظیر باتری‌ها یا کابل ها، محدودیت‌های قابل توجهی دارند. باتری‌ها باید به طور مرتب بررسی و در صورت لزوم تعویض شوند.
این امر مستلزم دسترسی فیزیکی به تمام گره‌های اینترنت اشیاء است. باتری‌ها به دلیل انبوه زباله باتری‌های مستعمل بر اکوسیستم تأثیر منفی می‌گذارند. تامین سیم نیز پرهزینه است و تغییر آن دشوار است و تحرک و قابلیت حمل دستگاه‌های متصل به اینترنت اشیاء را محدود می‌کند.
منابع مختلف انرژی نیاز به یک روش سفارشی برداشت انرژی دارند. پدیده‌های فیزیکی و توپولوژی‌های مختلف ممکن است مقادیر متفاوتی الکتریسیته تولید کنند. پیزوالکتریک، ارتعاشات مکانیکی را مستقیم در یک مرحله به الکتریسیته تبدیل می‌کند. بنابراین، مواد پیزوالکتریک بخشی ضروری از این تبدیل انرژی هستند.
اکسید روی (ZnO) که از عناصر غیر سمی و فراوان ساخته شده است، یک ماده پیزوالکتریک بسیار مورد مهم است. امکان سنتز نانوسیم‌های ZnO که رفتار پیزوالکتریک را در محور انتخابی تقویت می‌کنند، به ویژه قابل توجه است. در این مطالعه، محققان تشکیل نانوسیم‌های ZnO را با استفاده از یک حمام شیمیایی روی یک بستر منحصر به فرد – فولاد AISI ۳۰۱ نشان داند. لایه فعال نانوسیم‌های اکسید روی را به طور مستقیم بر روی بستر اعمال می‌کند.
بنا بر اعلام ستاد نانو، لایه پیزوالکتریک قدرت قابل توجهی را فراهم می‌کند که برای فعالیت‌های معمولی دستگاه اینترنت اشیاء کافی است. چگالی توان نانوسیم‌های ZnO که بر روی نوع متفاوتی از بستر انعطاف پذیر رشد می‌کنند، قابل مقایسه بود.
این یافته‌ها پتانسیل زیادی برای استفاده از نانوسیم‌های ZnO برای تولید برق برای یک گره حسگر بیسیم اینترنت اشیاء نشان داد. فرآیند تولید پیشنهادی برای نانوسیم‌های ZnO مقرون به صرفه و به آسانی مقیاس پذیر بود.