Китайские исследователи объединили технологию трибоэлектрического наногенератора /TENG/ с агротекстителем для добычи электроэнергии из дождевых капель, предложив тем самым новый вариант обеспечения устойчивого электроснабжения для умного земледелия.

Интеллектуальному сельскому хозяйству нужно электричество для ведения в режиме реального времени мониторинга факторов, которые могут повлиять на рост урожая, таких как температура, влажность и свет. Однако прокладывать провода в полевых условиях трудно, а аккумуляторы имеют ограниченный срок действия и несут опасность для окружающей среды, отмечает исследователь из Чжэцзянского университета Пин Цзяньфэн.

Проливные дожди часто наносят серьезный ущерб сельскохозяйственному производству. Агротекстиль часто используют в теплицах для защиты посевов от дождя и палящего солнца. Пин Цзяньфэн с коллегами покрыл волокно двумя типами специальных материалов, превратив его в TENG-волокно.

Согласно исследовательской работе, опубликованной в журнале Nano Energy, TENG-волокно может быть вплетено в сетку или интегрировано в агротекстиль, благодаря чему можно будет одновременно защищать посевы и сельскохозяйственных животных, а также получать энергию от капель дождя.

TENG-волокно может генерировать напряжение 7,7 Вольта с эффективной длиной контакта 3 см.

По словам Пин Цзяньфэна, в будущем новый агротекстиль можно будет подключить к аккумуляторам для мониторинга энергообеспечения.

Трибоэлектрический наногенератор был разработан в 2012 году для преобразования различной механической энергии из среды обитания в электричество. Принцип его действия основывается на связи между трибоэлектрическим эффектом и электростатической индукцией.

Когда капля дождя или волна ударяется о поверхность, происходит абсолютный неупругий удар. Количество энергии, генерируемой им, можно оценить с помощью механико-электрической модели. Например, когда капля дождя ударяется о полимерную поверхность, полимер начинает вибрировать, и встроенные в него электроды начинают восстанавливать электрические заряды, генерируемые этими колебаниями.