Hoe meer onderdelen een mechaniek bevat, des te groter de kans op onnauwkeurigheden. Waarom, vroeg de Delftse onderzoeker dr.eng. Nima Tolou zich op een dag af, bevat het aandrijfmechaniek van een horloge dan zoveel losse onderdeeltjes? De vraag leidde tot een driejarig ontwerpproject in samenwerking met het horlogemerk Zenith. Het resultaat, het nauwkeurigste mechanische horloge ter wereld, trok vorig jaar behoorlijk wat aandacht. Het zakuurwerk bevat een aandrijfmechaniek bestaande uit één enkel onderdeel; dertig onderdelen minder dan in andere Zenith-horloges.
Dr.eng. Nima Tolou (35) promoveerde aan de faculteit Biomechanical Engineering van de TU Delft. Daarna werkte hij als fellow bij de Optical and Semiconductor Group aan Imperial College London. Momenteel is hij universitair docent aan de afdeling Precision and Microsystems Engineering van de TU Delft.
Maar de nieuw ontworpen oscillator die het traditionele drijfveermechaniek in het horloge vervangt, is ook op andere manieren te gebruiken, vertelt Tolou. ‘In een horloge zet de oscillator energie om in bewegingen. Het tegenovergestelde, bewegingen omzetten in energie, is echter ook mogelijk.’ Met dat principe denkt de ingenieur de sleutel in handen te hebben voor batterijloze sensoren en andere microwattapparaten die hun energie uit de omgeving halen.
Energie-oogster
‘Het Internet of Things wordt wel de vierde technologische revolutie genoemd. Overal komen sensoren in te zitten, bijvoorbeeld om slijtage te voorspellen, om zeecontainers te volgen, en om allerlei processen duurzamer, veiliger en efficiënter te maken. Het probleem is dat al die sensoren batterijen nodig hebben.’ Wereldwijd gaat het al snel om vele miljarden die jaarlijks moeten worden verwisseld: niet echt het toppunt van duurzaamheid. Een energy harvester, zoals Tolou zijn vinding noemt, zou dit euvel verhelpen.
Er zijn al vaker pogingen gedaan om beweging om te zetten in energie. Het probleem van andere energieomzetters is dat die meestal een onnatuurlijk regelmatige beweging vereisen. De Delftse oscillator heeft dit probleem volgens Tolou niet. ‘Je zou dus een pacemaker van energie kunnen voorzien met de beweging van het hart zelf. Nu moeten mensen met een pacemaker nog onder het mes als de batterij toe is aan vervanging.’
Met de nominatie voor de Prins Friso Ingenieursprijs hoopt de onderzoeker meer bekendheid te kunnen geven aan zijn vinding. Als meer industriële partners zich aansluiten, kan de ontwikkeling versneld plaatsvinden. ‘Dat horloge was leuk, maar is vooral een nichemarkt. Ik wil graag dat mijn uitvinding ten goede komt aan de hele samenleving.’
Nima Tolou is een van de kandidaten voor de Prins Friso Ingenieursprijs van 2018. Wilt u meestemmen voor de publiekswinnaar? Breng uw stem uit op de KIVI-stempagina.
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.