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Il lavoro sul riciclo dell’energia utilizzando la fibra piezoelettrica trova soluzioni nelle forme dei fiori e degli steli delle piante

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Il lavoro sul riciclo dell'energia utilizzando la fibra piezoelettrica trova soluzioni nelle forme dei fiori e degli steli delle piante

Un diagramma schematico del metodo per determinare la relazione tra la morfologia e le prestazioni piezoelettriche dei componenti in fibra. Credito: DGIST (Istituto di scienza e tecnologia Daegu Gyeongbuk)

Un gruppo di ricerca guidato da Lim Sang-kyoo, ricercatore senior della Divisione di Tecnologia Energetica del DGIST (Presidente Kuk Yang) ha sviluppato una fibra composita piezoelettrica polimerica/ceramica con una forma in sezione trasversale uniformemente controllata per consentire l’uso dell’energy harvesting tecnologie in grado di riciclare l’energia sprecata o consumata nella vita di tutti i giorni.

La fibra piezoelettrica può produrre energia elettrica attraverso l’effetto piezoelettrico del materiale e guidare dispositivi elettronici indossabili attraverso il movimento di chi lo indossa. Tuttavia, la maggior parte delle fibre piezoelettriche sviluppate finora sono costituite da nanofibre, il che significa che è difficile controllare la forma delle fibre e che le fibre sono deboli, ostacolandone così la commercializzazione. Inoltre, ci sono pochissimi studi sulla relazione tra la forma del materiale in fibra e le prestazioni piezoelettriche.

Un gruppo di ricerca guidato da Lim Sang-kyoo, ricercatore senior della Division of Energy Technology, ha prodotto una fibra PVDF (fluoruro di polivinilidene) che contiene titanato di bario sotto forma di nano stick prendendo la forma di fiori e steli (narcisi, fiori di ravanello, steli di papiro , e steli di carice) utilizzando la tecnologia di filatura a fusione e controllando uniformemente le loro forme della sezione trasversale. Il team ha confermato di aver migliorato le prestazioni piezoelettriche aumentando la superficie della fibra e contemporaneamente aumentando la cristallinità della fibra, vantaggiosa per la generazione di elettricità.

Inoltre, il team ha confermato la correlazione tra la superficie specifica e l’effetto piezoelettrico in base alla forma della fibra utilizzando una telecamera ad alta velocità. La fibra composita piezoceramica PVDF genera un segnale elettrico in base alla deformazione da parte di una forza esterna. Sono state prodotte fibre PVDF contenenti nanostrutture di titanato di bario in diverse forme (forme sferiche e a bastoncino) per studiare la differenza nelle prestazioni piezoelettriche a seconda della forma della ceramica piezoelettrica. Il team ha confermato che massimizza la polarizzazione dielettrica e contribuisce al miglioramento delle prestazioni piezoelettriche favorevoli alla disposizione.

Il ricercatore senior Lim Sang-kyoo ha dichiarato: “Si prevede che i materiali per la raccolta di energia di tipo fibrato ad alte prestazioni con una maggiore resistenza delle fibre possano essere commercializzati attraverso questa ricerca in futuro”.

I risultati di questo studio sono stati pubblicati nel numero di giugno di Nanoenergia.


Fornito da DGIST (Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology)

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