Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , 53 reacties
Bron: ExtremeTech

Onderzoekers van het Georgia Institute of Technology hebben vorige week een nanogenerator gedemonstreerd. Het miniatuurtje biedt een oplossing voor de energiebehoefte van de nanoschakelingen, die veelal nog een snoertje of een batterijtje nodig hebben.

Nanogenerator: Zhong Lin Wang met proefopstelling 'Er is veel aandacht voor nano-apparatuur, maar men vergeet meestal om over de stroomvoorziening na te denken', vertelde onderzoeksleider Zhong Lin Wang. Met name voor medische toepassingen, waarbij minuscule gadgets het lichaam ingestuurd kunnen worden om medicijnen te distribueren of reparatiewerkzaamheden uit te voeren, geldt dat de benodigde elektriciteit niet uit, zeg, een rekje penlites gehaald kan worden. Volgens Wang heeft zijn team een bruikbaar alternatief ontwikkeld: op een speciale elektrode werden een aantal halfgeleidende nanodraadjes bevestigd, die een klein spanningsverschil produceren als ze in beweging worden gebracht. Zo kan energie worden onttrokken aan de beweging van het generatortje, waarbij verplaatsing door de bloedsomloop van het menselijk lichaam al bruikbare hoeveelheden stroom zou opleveren. Mocht de nanogenerator om een of andere reden niet bewegen, dan kunnen de draadjes met ultrasoon geluid alsnog in trilling worden gebracht.

Nanogenerator: nanodraadjes met nanoelektrode Hoewel de uitvinding onder laboratoriumcondities prima functioneert, moet er nog wel heel wat werk verzet worden om de massaproductie van de betreffende draadjes mogelijk te maken. Overigens is het volgens Wang niet nodig om alleen maar aan nanotoepassingen te denken: 'Een dergelijke generator in je schoenen kan gebruikt worden om kleine apparaten te voeden. Er is maar heel weinig beweging nodig om de energieproduktie op gang te brengen.' Het afgegeven vermogen wordt volgens hem alleen beperkt door de grootte van de betreffende generator en, daarmee, de hoeveelheid nanodraadjes: per kubieke centimeter zou ongeveer vier watt kunnen worden geproduceerd.

Lees meer over

Moderatie-faq Wijzig weergave

Reacties (53)

Klinkt veelbelovend voor zowel micro- als macroscopische toepassingen!

Een fietszadel met een paar cm2 aan nanodraadjes en je hoeft geen dynamo of volgeladen batterijen meer te gebruiken.

Of in te zetten als een alternatieve manier om uit wind energie te halen (heen en weer zwaaiende 'wieken').
Als ze daadwerkelijk 4 watt uit een kubieke centimeter halen en de enige beperking het volume of te wel aantal draadjes is, dan weet ik nog wel een leuke toepassing. De ruimte in een motorcompartiment (kleine auto) is ruwweg 100x80x50=400.000 cm3 en dat levert dan een vermogen van 1600 KW. Daar verbleekt een F1 bij. Slechts een zuchtje wind (of een klein vinnetje op een accu) zodat de draadjes bewegen en voila, een super vermogen en je vliegt vooruit. Daarna zorgt de rijwind voor beweging van de draadjes. Kortom: een perpetumm mobile van de eerste orde. Zouden al die wijze mannen die geloven in de eerste hoofdwet van de thermodynamica het allemaal mis hebben?

Ik ben er echter van overtuigd dat de resultaten van het onderzoek niet correct zijn verwoord en zie dan ook vele nuttige toepassingen.
Hoezo pepetuum mobile? Er moet nog steeds bewegende lucht in, wat feitelijk energie is.
Ik vermoed dat bananenplukker doelt op het feit dat je met 1600KW (niet nagerekend overigens) meer dan voldoende energie zou moeten hebben om die nonodraadjes in beweging te houden én ook nog eens de auto aan te drijven (hence: perpetuum mobile).

Ergens in deze redenatie moet dus een 'denkfout' zitten lijkt me.
En hoe verzamel je die energie effectief?
Moet je dan alle draadjes 'samenbinden' en zo ja, hoe dan? Daar gaat vast weer veel mee verloren tenzij ze tegelijk ook supergeleiding en kernfusie op kamertemperatuur uitvinden, zijn we helemaal klaar, hebben we die haartjes ook niet meer nodig... :Y)
Yep, het probleem is namelijk wrijving :) Als er geen wrijving zou zijn, dan zit je met het probleem dat je eerst het voertuig aan de gang moet krijgen...
Een zuchtje wind is waarschijnlijk wel genoeg om enkele draadjes te bewegen en een klein stroompje op te wekken, maar om al die draadjes te bewegen om jouw 1600kW op te wekken is dan eerder een flinke storm nodig. Het tegen-de-wind-in-rijden zou zoals je zelf al vermoedde een overtreding van de wetten van de thermodynamica met zich meebrengen.
Zo ook bij het opladen van je mp3-speler tijdens het sporten: dat extra vermogen moet je wel zelf leveren, maar tijdens het sporten mag dat natuurlijk geen probleem zijn :P
neem even de wet van behoud van energie mee in je berekening... :)
Als je zo'n "bos" haren hebt, is het natuurlijk niet zo dat alle haartjes bewegen.
Als het stormt en je staat midden in een bos, bewegen de bomen toch niet echt veel itt de bomen aan de rand.
Geef deze bananenplukker een medaille!!! Lol, je start je auto door een paar keer op en neer te bouncen en dan heb je in je corsa dezelfde powers als in een F1 auto (das dan weer niet zoooo'n goed idee, zeker voor de leeftijdscategorie 18-20) maar ik vind het wel erg gaaf klinken.... probleem is dan wel hoe voorkom je hitte?, hoe zorg je dat je de krachten kunt doseren (in de vorm van een gas-euh-stroom-euh-whatever-pendaal) en bovendien hoe ZWAAR is zo'n zwart massief blok van 1 bij 1? :P
Er zijn al jaren horloges te koop die worden opgeladen door de bewegingen van de horlogedragers. Ook bij mensen zonder ADHD werken deze horloges.
Voor macroscopische toepassing bestaat al tientallen jaren een werkend alternatief. Er zijn vele automatische horloges te koop, die worden opgeladen door de dagelijkse bewegingen van de horlogedragers. Deze techniek is betaalbaar heeft bewezen te werken.
iets klopt niet. volgens mij verbruikt een computer fan hooguit 2 watt en met zo'n fan kan je volgens mij wel een aantal cm2 nana haren in beweging brengen. dus maak je energie uit het niets. ik heb op school geleerd dat je een vorm van energie alleen om kan zetten in een andere vorm van energie.
die fan kan dan ook maar 2 watt aan windenergie opleveren, en die kan nooit in meer dan 2 watt aan andere energie worden omgezet, door wat voor apparaat dan ook.
en het is ook niet omdat ie tot 4 W vermogen kan leveren- dat ie dit ook doet als er maar 2W van gebruikt wordt.

(een generator van 4W aansluiten op een last van 2W die gaat slechts 2W + transportverliezen opwekken tegen een slechter rendement ipv zijn 4W)

Bij die nanogenerator van 4W kan je 2W gebruiken voor die cpu-koeler aan te drijven en iets minder dan 2W voor een andere verbruiker.
maw: je hebt minder dan 4W nuttig vermogen.
pas op: je koeler verbruikt 2W aan elektrisch vermogen en wellicht moet het opgewekte vermogen van deze generator nog omgezet worden aar de 12V en xA die die koeler nodig heeft - wat wederom verlies heeft.

Hieruit voelt dus dat die koeler in het begin mogelijk op zijn hardste draait maar steeds stiller en stiller draait tot ie gewoon stil valt.
(je -windgenerator- is namelijk ook verbruiker van je generator en zonder extra aanvoer om de verliezen bij alle omzettingen enzo te compenseren valt het uiteindelijk ooit stil.

je verlies zit in de weerstand van de draden tss generator en koeler, de verloren gegane 'wind', ... en dus gaat je natuurkundige wet nog steeds op.
(net zoals je bij die auto nog steeds wrijving hebt, en nog steeds warmte die wordt opgewekt door de wind die door al die haartjes blaast - weerstand laat lucht opwarmen ...)

maw: de verliezen blijven aanwezig maar worden kleiner / minder merkbaar. je hebt een bron met een hoger rendement en zo kan deze dus kleiner zijn qua afmetingen.

(bij je verbrandingsmotor heb je al verlies bij de verbranding, bij batterij heb je al verlies bij de chemische reactie's ...)
Met de naam nanodraadjes kan je ze waarschijnlijk geen centimeter lang maken maar alleen een nanometer of 2 dus moet je de opervlakte een paar duizend keer groter maken voor een beetje Watts
2 nanometer is de orde van grootte van een paar atomen. Die nanodraadjes zijn eerder zo'n 50 nm lang denk ik (ze zijn natuurlijk wel erg dun). Verder een goed punt.
per kubieke centimeter zou ongeveer vier watt kunnen worden geproduceerd.
Dus met een apparaat wat 1dm³ groot is zou je een beetje high PC kunnen voorzien van stroom :D

edit: oke, kvat em, tword er dus alleen maar beter op :Y)
4W per cm3 = 4.000.000W per m3
Dat zijn heel wat 'high PCs'.
Het lijkt mij wat veel...
dat zou leuk zijn,. maar er moet ook beweging zijn en ik denk niet dat jij een ding van 1m^3 aan je schoen wilt

en bedenk altijd dat er energie verlies is omdat er simpelweg altijd een deel omgezet wordt in warmte(de weerstand van zo'n ding tov zijn omgeving) en uiteindelijk alles warmte wordt.
niet in je schoen, maar wel in een rivier (stuwdam) of in de golfstroom bvb.
Dus geen koude voeten meer...
Ik weet niet hoeveel watt jouw pc nodig heeft, maar 4 * 1000 * 1000 = 4 Mwatt/m^3.

Als je nu had gezegd: "Dus met een apparaat van een liter/dm^3 groot,..." dan had je meer realistische vergelijking gehad }>
> miereneuk aan <
1000 cm* 1000 cm ?

of 100 cm* 100 cm *100 cm = 1.000.000 cm^3
> miereneuk uit<
het gaat om kubieke centimeters, dus ja: 100 * 100 * 100 = 1000 * 1000.
Ik gebruikte 1000 * 1000 om van cm^3 naar dm^3 naar m^3 te gaan.

Dus het is en blijft 4 Mwatt per m^3. :P Maargoed, volgende keer zal ik een toelichting geven bij dergelijke berekeningen.
4x4x4cm is al 256W... Lijkt me in veel gevallen zat. 10x10x10cm (1dm³) is 4000W... Wat voor een high-end PC heb jij wel niet? ;)
Zijn die nano draadjes niet heel erg kwetsbaar dan?

Een te sterke windvlaag, en het lijkt me dat die nano draadjes af kunnen breken... of als je er op gaat zitten ofzo.
daarom worden ze waarschijnlij in een matrix van p[olymeren ofzo gezet (gokje)
Lol.. op nano-'niveau' heb je het al niet meer over 'wind' in die zin joh... Je moet het niet gaan vergelijken met een grasmat of iets dergelijks... ;)
hoeveel zou zoiets opleveren per vierkante meter? zou een mooi alternatief zijn voor zonnecellen op het dak. het waait vaker dan de zon schijnt en het is geluidsloos, dus ook in steden bruikbaar }:O
4W per cm³ = 40000W op 100×100×1 cm
Lijkt me wat sterk... Ik gok dat de 'fout' in de 1cm hoog ligt. Als ik die nanodraadjes zie, dan gok ik minstens een factortje 1000 minder... Als we er dan van uit gaan dat de wind de draadjes kan laten bewegen (ze hebben het denk ik niet voor niets over trillingen en ultrasoon geluid) dan kom je al onder de 40W/m2.
Dan nog, een gemiddeld huis heeft 10 bij 5 meter dak oppervlak, oftewel 50m2. (50x40=2000Watt.)

2kWatt en iedereeen kan Eneco en consorten opzeggen.

Klein probleempje met die nanotechnologie is dat het nogal schadelijk is voor het menselijk lichaam. Losgekomen stukjes nanotechnologie hebben een carcinogeen effect op het lichaam net als bv miniscule asbestvezels.
dat lijkt mij een ongelooflijk rendement ? 40kW op "1m²"
per kubieke centimeter zou ongeveer vier watt kunnen worden geproduceerd.
maak een buis waarbij die draadjes aan de binnenkant zitten, en sluit daar een fan aan :7 .

iets zegt mij dat ik het totaal mis heb, en dat het niet werkt
"iets" is in dit geval de eerste hoofdwet van de thermodynamica.
Als ik hier zo die reacties lees, en de interesse die is gewekt. dan schreeuwt dit bericht om meer duidelijkheid.
volledig mee eens. Enige reserve is wel op zijn plaats hier. Zowel voor de energie -ruimte efficientie als voor de andere uitspraken:
'Er is veel aandacht voor nano-apparatuur, maar men vergeet meestal om over de stroomvoorziening na te denken'
IMHO is energie 1 van de meest onderzochte gebieden voor nano technologie. Google maar eens op tweakers.net en je vind vele nieuwsposts hierover.
Dus iemand met ADHD zou in de toekomst zijn eigen pc van energie kunnen voorzien }>

Of nog beter je eigen mp3 speler tijdens het sporten opladen
Ze kunnen het misschien ook toepassen in bedden.
Mensen die onrustig slapen of er andere bedactiviteiten op na houden kunnen zo elektriciteit maken
En dan heb je direct een uitvlucht om een uurtje langer te blijven liggen. :Z
Dus als je veel in jezelf praat, zet je gewoon zo'n ding voor je neus! Door de trillingen hou je je pc aan de gang :+.

(Als je snurkt kan je ook nog eens 's nachts downloaden :9

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



Apple iOS 10 Google Pixel Apple iPhone 7 Sony PlayStation VR AMD Radeon RX 480 4GB Battlefield 1 Google Android Nougat Watch Dogs 2

© 1998 - 2016 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Carsom.nl de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True