Onderzoekers ontdekken manier om via kleding gadgets op te laden

Onderzoekers hebben de eerste stappen gezet naar een textiel dat gelijkstroom kan opwekken. Door vezels van nanodraadjes van zinkoxide en goud te voorzien, kan stroom dankzij beweging opgewekt worden.

Onderzoekers van het Georgia Institute of Technology hebben een manier gevonden om elektriciteit uit textiel op te wekken. De onderzoeksgroep van Z.L. Wang slaagde erin kevlarvezels te coaten met nanodraadjes die door bewegingen een geringe stroom kunnen opwekken. Door vezels te bundelen kon een werkbare stroom van ongeveer vier nano-ampère bij een spanning van enkele millivolts worden opgewekt. Bij een stuk stof van een vierkante meter zou dat twintig tot tachtig milliwatt opleveren.

De techniek die Wang en zijn collega's ontwikkelden voor de energie-opwekkende vezels is gebaseerd op hun eerdere werk op het gebied van nanogenerators. Het nu gepresenteerde materiaal zou geschikt zijn om energie in kleding op te wekken door simpelweg te bewegen. Elke draad in het textiel zou opgebouwd moeten worden uit een bundel dubbele kevlarvezels. Beide vezels worden voorzien van nanodraadjes van zinkoxide, een stof die een piëzo-elektrisch effect vertoont.

Vervolgens werd een van de twee vezels in elk paar van een laagje goud voorzien. Wanneer de vezels ten opzichte van elkaar bewegen, verbuigen vooral de niet-gecoate nanodraden. Het piëzo-elektrisch effect zorgt voor het opbouwen van spanning, wat dankzij een diode-effect van de met goud beklede zinkoxide-draden gelijkgericht wordt. De vezels bleken tijdens tests vrij robuust: de nanodraden braken vrijwel niet af en buigingen wisten de vezels goed te doorstaan. Om hoger rendement voor praktische toepassingen te halen, zouden bundels van meer vezels een mogelijkheid zijn: een bundel van drie vezelparen leverde dertig tot vijftig maal meer stroom op dan een enkel paar. Een extra coating op de vezels om de weerstand te verminderen leverde eveneens een aanzienlijke rendementswinst in de orde van een factor duizend op. Het enige wat nog ontbreekt is een extra coating op het textiel dat de vezels droog houdt: zinkoxide wordt door water aangetast, zodat een energie-opwekkend t-shirt een wasbeurt of regenbui niet zou overleven.

Reacties (45)

[Tower410]

Ik zie het al voor me: Iedereen die een soort hemd onder zijn kleren draagt, waardoor zijn/haar spullen worden opgeladen. Nu nog draadloze energie-verplaatsing wat verbeteren en je hebt al geen draadjes meer nodig!

Zou erg handig zijn denk ik.

[Jiriki]

Ja, alleen mag je niet zweten, niet nat worden en je moet maar geld over hebben voor een kevlar met gouden hemd

Dit gaat vast wel eens iets worden, maar voor kleding lijkt me waterbestendigheid een van de eerste vereisten.

[Andros]

Nou, gezien ik lang haar heb tot voorbij me schouders gaat zo'n grap nog best opvallen schat ik

[Verwijderd]

Als je een soort grote vlaggen van zij kunnen maken die de hele dag in de wind wapperen kun je ook energie op wekken.

[Smylodon]

Er wordt in verschillende reacties hierboven idd ook al zoiets gesuggereerd, aldaniet als geintje, maar ik vraag me ook af - waarom niet?
Zelfs al met een klein beetje wind ontstaat er aardig wat frictie, en als je dit een beetje behoorlijk vastzet, is het waarschijnlijk minder fragiel dan bijv. een windmolen; het grootste nadeel daarbij zijn nog steeds het onderhoud en het feit dat ze vaak hogere windsnelheden niet aankunnen. Dit soort 'lappen' hangen dan gewoon vrijwel horizontaal en blijven gewoon energie opwekken.

Bovendien is het effect op de omgeving VEEL minder groot (wel eens een windmolenpark gezien?) en ik zie niet in hoe onderhoud, na een behoorlijke coating, groter kan zijn...
De vraag blijft natuurlijk ook... hoe duur is het? (of: -zal het worden)

[Mizitras]

Nou je was zeker niet de eerste die het voorstelde hé

Bedenk wel, dat dit net zoals zonne- en windenergie bij de 'non reliable energy sources' valt; en daar wil je niet de helft van je woonst mee voorzien.

En opslaan... lithium-accu's kosten nog altijd véél geld, en goedkopere lood-accu's...tja... die zijn helemaal niet milieu vriendelijk.

[Fitzer]

Zou je dan niet subsidie op je kleding krijgen?
Want als je zelf je stroom opwekt ben je milieu bewust bezig, lijkt mij.

[DarkJack]

US department of defence heeft al lang technologie die hetzelfde doet. Principe is wel anders, maar resultaat is hetzelfde.

[ATS]

Interessant. Bron? Verwijzingen? Hoe werkt dat dan?

[DarkJack]

bron kan ik niet direct voorlegen. Het wordt onderandere gebruikt in climate controlled bodysuits (wat nogal handig is in die grloeiende hitte van Iraq). Het is verwerkt in de kleding (nuja kleding, body armour) en zet onder andere warmte om in electricitait, die dan de climate control aandrijft. Momenteel is Iraq echt het testveld voor ale nieuwe snufjes in military technology. Als er een ding is dat oorlogen goed voor zijn, is het sprongen vooruit maken in military technology, die na enkele jaren consumer technology wordt natuurlijk.

[MSalters]

Leuk idee, warmte omzetten in elektriciteit. Helaas werkt het niet. Je hebt nu eenmaal een temperatuursverschil nodig, en de bijbehorende warmtestroom om energie op te wekken.

Bovendien is je idee om de soldaat met diezelfde energie te koelen. Dat is de omgekeerde richting - als je energie aan een temperatuursverschil wil onttrekken, dan
betekent dat een kleinere warmtestroom (minder afkoeling van de soldaat). Het versnellen van de afkoeling kost precies de omgekeerde energie, dus afgezien van al het extra gewicht schiet je met al dat gepruts niets op.

Het winnen van energie uit het lichaamswarmte zou dus in theorie wel kunnen werken in Alaska, maar daar wil je de soldaten dus juist warm houden.

[Onbekend]

Mijn Casio rekenmachine (TX-82 Super) gebruikt maar 3,5 microwatt.

Er zijn ook tal van andere mogelijkheden te verzinnen om dit materiaal te gebruiken.
Wat dacht je dit in een vlag te verwerken en dan m.b.v. de wind op deze manier elektriciteit op te wekken.

[Verwijderd]

Wat dacht je dit in een vlag te verwerken en dan m.b.v. de wind op deze manier elektriciteit op te wekken.

Is een windmolen niet ietsje effectiever?

nee maar ik snap je wel, je denkt tenminste verder dan kleding!! Er zullen vast nog wel toepassingen zijn waarbij deze technologie gebruikt kan worden.

[ATS]

Zeilen van een schip misschien?

[MSalters]

Nee, een effectief zeil beweegt zo weinig mogelijk. De wieken van een windmolen, de vleugels van een vliegtuig en de zeilen van een boot werken allemaal redelijk hetzelfde.

Wat wel zou kunnen is op deze manier golfenergie winnen in kustgebieden. Windmolens werken zo goed omdat de wind niet zo snel draait; het klotsen van golven is permanent chaotisch. Het diode effect zorgt ervoor dat de exacte buigingsrichting op elk punt niet zoveel meer uitmaakt. Als je maar genoeg vezels hebt, dan middelt de energieproductie wel uit.

[Jelle E]

dit textiel wordt dan vrij doelloos..als je er niet eens in kan zweten, laat staan het kan wassen..

[Verwijderd]

Het is pas een eerste stap he, nu ze dit kunnen, wie weet wat er over 5 jaar weer mogelijk is!

[lvh]

Mooie techniek, maar het lijkt me dat er nog serieus wat ontwikkelingen moeten gebeuren op vlak van microelektronica zondaig dat er met dat vermogen ook effectief iets nuttigs kan gedaan worden.

[Verwijderd]

gebruik van kevlar? Kleine kans dat het nog betaalbaar blijft.

Tuurlijk gaat het hier om de wetenschappelijke waarde, dat snap ik ook.

[coretx]

Kevlar is al weer ouderwets. Inmiddels zijn er al betere "stoffen"
Vooral het goud, en de kleine schaal zullen prijs bepalend zijn.

[Corrit]

Ideaal, als ze dit nou van dit materiaal broekzakken zouden maken zou dat echt ideaal zijn aangezien je toch vaak mobiele telefoon en mp3 etc. in je zak hebt.

[ljo13]

hmm, je broekzakken zijn nu niet bepaald de meest beweeglijke delen van je broek. Als je de draadjes enkel in de broekszak zou stoppen dan kun je waarschijnlijk niet genoeg stroom opwekken om een mp3-speler op te laden. Met draden in de hele broek en een docking station in de zak moet het wel lukken.

[Nas T]

grote vraag voor mij: is dit het vermelden waard?
A: Goud? Is dat niet duur? Nanotubes? Is dat niet duur/of nog ver weg in de tijd?
B: Zinoxide roest, dus het raakt vanzelf "op".
C: Hoe moet ik dat praktisch zien? Een kleed om jezelf heen?

Lijkt me wel een aardig project, maar (voorlopig) onbruikbaar in de praktijk.

[YellowCube]

A: wat denk je dat er in een (al simpele) chip verwerkt zit (draadjes/contacten)? De hoeveelheden die gebruikt worden zijn zo klein dat het imo weinig uitmaakt voor de prijs
Nanotubes zijn zo ver weg niet meer. Er zijn steeds meer toepassingen die er gebruik van maken.
B: Een Li-Ion batterij raakt ook vanzelf een keer "op"...maar zolang dat niet te snel gaat.
C: Praktisch...wat te denken van een jas of broek?

[UncleScooby]

B: d'r staat niet dat zinkoxide roest, er staat dat het door water wordt aangetast. Volgens mij is zinkoxide al "verroeste zink" (roesten is een vorm van oxideren).