ترند 14

برداشت انرژی محیطی در مقیاس میکرو کمبود انرژی و نیز انتشار بی‌رویه گازهای گلخانه‌ای، برای انسان قرن ۲۱ دغدغه‌ای بزرگ به حساب می‌آید. از این رو، در دنیای امروز، توسعه انرژی‌های جایگزین امری ضروری است. برای انرژی‌های پاک، به‌عنوان جایگزین سوخت فسیلی، طیف گسترده‌ای از روش‌ها ارائه شده و زمینه تحقیقات وسیعی فراهم آمده است. تولید انرژی پاک در مقیاس میکرو و نانو هدف همه‌ی این تحقیقات است که به تدریج نوآوری‌هایی را در این زمینه فراهم آورده است.

ارتعاشات یکی از معمول ترین پدیده هایی است که در زندگی روزمره ما وجود دارد؛ از این رو، محققان و پژوهشگران توجه ویژه ای به این انرژی در دسترس و رایگان نشان می دهند و همواره  به دنبال تولید الکتریسیته از ارتعاشات بوده اند. 

در این راستا، نانوژنراتور یکی از ابزارهایی است که مطالعات بسیاری درباره‌ آن انجام شده است، زیرا کوچک‌ترین حرکت یا ارتعاش می‌تواند انرژی کافی را به نانوژنراتورها برای تولید الکتریسیته بدهد. به این ترتیب، می‌توان از نانو ژنراتور در طراحی سلول‌ها و منابع خودشارژ استفاده کرد.

نانوژنراتور

نانوژنراتور عبارت است از دستگاه تولید انرژی با ساختار نانو که انرژی جنبشی خارجی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. اگر چه تعریف آن ممکن است شامل هر نوع دستگاه برداشت انرژی با نانو ساخته بشود.

ژنراتورهای برق در مقیاس بزرگ به وسیله نیروی بخارآب، نیروی آبشار، جزرومد دریا، و... نیروی مکانیکی را دریافت و آن را به الکتریسیته تبدیل می کنند؛ اما نانوژنراتورها با جذب نیرویی با اندازه کوچک می توانند انرژی تولید کنند. فناوری نانوژنراتور که یک سیستم تولید انرژی بدون سیم پیچی یا باتری است علم نانو را با پیزوالکتریک ترکیب می کند؛ از این فناوری نه تنها در مدارهای الکترونیک، مانند تلفن های همراه، بلکه در حسگرهای پزشکی و زیست کاشت، حسگرهای بی سیم، سیستم های میکروالکترومکانیکی و به عنوان منبعی برای میکرو و نانوروبات ها هم می توان استفاده کرد.

اکسید روی یک نمونه ماده معدنی پیزوالکتریک است که برای تبدیل انرژی به‌صورت الکترومکانیکی و ترموالکتریکی به‌کار می‌رود. نانوساختارهای اکسید روی مانند نانوالیاف‌، نانوسیم‌ها و نانولوله‌ها، به‌دلیل کاربردهای فراوان برای ساخت حسگرهایی در مقیاس نانو یا نانوژنراتورها، مورد توجه بسیاری از پژوهشگرها واقع شده است  با توجه به اینکه با به‌کار بردن نانوژنراتورها دیگر نیازی به سیم و باتری نخواهد بود، آن‌ها می‌توانند منبع انرژی بسیار مناسبی برای میکرو و نانوسیستم‌هایی چون میکروربات‌ها و حسگرهای بی‌سیم و ابزارهای الکترونیکی کم‌توان باشند. همچنین، اگرچه یکی از مزایای برجسته استفاده از نانوژنراتورها این است که نانوافزاره می‌تواند دارای منبع انرژی خودشارژ باشد، توجه به اینکه با فناوری امروزی انرژی اندکی از مواد پیزوالکتریک نانوژنراتورها دریافت می‌شود، حایز اهمیت است. آنچه مسلم است این است که نانوژنراتورها در آینده می‌توانند در بسیاری از عرصه‌ها به‌عنوان منبع انرژی پایدار، پاک، و با حجم کم به‌کار گرفته شوند.

وضعیت: در حال اجرا

شرکت‌های فعال در این حوزه

انگلیس Pavegen 

چین ECEEN

پتانسیل ایجاد اختلال اقتصادی ـ اجتماعی: کم