Крихітні генератори перетворюють енергію океанських хвиль на електрику з ефективністю 117%.

Новітні гібридні наногенератори здатні перетворювати енергію океану з ефективністю понад 100%, відкриваючи шлях до автономної “блакитної” енергетики.

Команда китайських науковців під керівництвом професора Ван-Ю-Чжая розробила гібридні системи на основі TENG (трибоелектричних), EMG (електромагнітних) і PENG (п’єзоелектричних) генераторів, які досягають «117-відсоткової ефективності перетворення енергії в реальних хвилях». Такий результат можливий завдяки частотному доповненню компонентів, що охоплюють увесь спектр коливань. У дослідженні також розглянуто структурну оптимізацію пристроїв для морського середовища — сферичні, додекаедричні та тенсегритні конструкції забезпечують рух із шістьма ступенями свободи, усуваючи орієнтаційні сліпі зони.

Одним із ключових досягнень є підвищення об’ємної щільності потужності до понад 600 Вт/м?, що на три порядки вище за показники перших зразків. «Багатошарові стеки, складки орігамі та магнітні платформи значно підвищують внутрішню потужність пристроїв», — зазначено в огляді, опублікованому в Nano-Micro Letters. Такі інженерні рішення дають змогу максимально ефективно використовувати морський простір для генерації енергії.

В умовах справжнього океану нові конструкції TENG демонструють високу довговічність і механічну стабільність, що є критичним для комерційного впровадження. Особливу увагу приділено контактам “тверде тіло – тверде тіло”, які підвищують ефективність генерації в умовах вологи та тиску. Гібридні системи, що інтегрують TENG з сонячними елементами, дають змогу стабільно працювати навіть в умовах обмеженого світла чи сильних штормів.

«Цей огляд має на меті запропонувати цінні перспективи для поточних досліджень і сприяти прогресу і застосуванню технології TENG», — підсумовують автори. Завдяки поєднанню високої ефективності, мобільності та екологічності, ці системи можуть змінити парадигму морської енергетики, перетворюючи хвилі в стабільне джерело чистої енергії.