Koolstofbuisje wekt stroom op
Onderzoekers uit de VS en Zuid-Korea hebben een nieuwe vezel ontworpen die elektriciteit kan opwekken door beweging. Het materiaal bestaat uit koolstofnanobuisjes met een geleidende coating, en de onderzoekers denken aan toepassingen voor golfenergie of het Internet of Things.
De onderzoekers van de University of Texas at Dallas (VS) en Hanyang University (Seoul, Zuid-Korea) vonden een manier om koolstofbuisjes heel strak op te rollen. Daardoor krijg je hetzelfde effect als bij strak gedraaid elastiek: de buisjes worden stug en veerkrachtig. Door de buisjes vervolgens in een elektrolytenbadje te leggen, kregen ze een elektrische lading. Zo maken de onderzoekers handig gebruik van een van de opmerkelijke eigenschappen van koolstofnanobuisjes: ze kunnen energie vasthouden, zonder extern batterijtje of andere stroombron.
Als je de buisjes met coating vervolgens uitrekt, neemt het volume van het geheel af. De kleine eilandjes met energie komen daardoor dichter bij elkaar, het voltage in de koolstofbuisjes neemt toe en er ontstaat een overschot aan energie dat je kunt aftappen. Zo zetten de buisjes op een effectieve manier bewegingsenergie om in elektriciteit.
Eén ledje aan stroom
De resultaten lijken indrukwekkend: door dertig keer per seconde de koolstofvezel uit te rekken, ontstond een vermogen van 250 W per kg materiaal. Dat is meer dan vergelijkbare apparaten tot nu toe haalden, en genoeg om bijvoorbeeld één ledje te laten branden, elke keer als het materiaal werd uitgerekt.
Stroomopwekkende vezels zijn overigens geen nieuw idee. Vooral in kleding kijkt men al langer naar de mogelijkheden. Er zijn bijvoorbeeld zonnecellen verweven in kleding (lees: 'Zonneceldraden verweven in kleding'), er is kleding die als batterij dient (lees: 'Kleding als minibatterij') en er zijn manieren om hele led-schermen in een shirt te verwerken (lees: 'Beeldscherm van leds in kleding').
Zeewater
De onderzoekers hebben in ieder geval twee toepassingen voor ogen. Door de vezel te combineren met een speciaal apparaat dat temperatuurverschil omzet in bewegingsenergie, krijg je een geheel dat warmte of kou omzet in stroom. Handig voor apparaten die deelnemen aan het Internet of Things, waarbij het onpraktisch is om steeds batterijen te vervangen.
De andere toepassing ligt in golfenergie. In plaats van een kunstmatig elektrolytbadje hopen de onderzoekers dat zeewater goed genoeg werkt om de koolstofvezel stroomopwekkend te maken. Als dat zo is, zou je de zee vol kunnen hangen met deze vezels, die vervolgens op zichzelf elektriciteit opwekken. Of dat een efficiënte manier is om de zeekracht te gebruiken, moet nog blijken.