Ερευνητές εισήγαγαν μια μέθοδο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς επαφή χρησιμοποιώντας μόνο πρακτικό πεπιεσμένο αέρα και δομή στροβίλου Tesla. Αυτό το σύστημα επιτυγχάνει μέγιστες εξόδους 800 V και 2,5 A στα 325 Hz χωρίς να απαιτούνται πρόσθετα σωματίδια, αξιοποιώντας ηλεκτροστατικά φορτία και την ιξώδη δύναμη του πεπιεσμένου αέρα.
Μια νέα προσέγγιση
Οι ερευνητές αποκάλυψαν ότι η έξοδος υψηλής τάσης διευκολύνει την εξουδετέρωση και τη συλλογή σκόνης και υγρασίας δημιουργώντας αρνητικά ιόντα. Η ερευνητική ομάδα ισχυρίζεται ότι αυτή η ολοκληρωμένη προσέγγιση διευρύνει τις πρακτικές δυνατότητες της συλλογής ενέργειας με βάση τον στατικό ηλεκτρισμό για βιομηχανικές εφαρμογές.
Το νέο σύστημα αντλεί έμπνευση από την τουρμπίνα Tesla
Οι αναφορές αποκάλυψαν ότι το νέο σύστημα αντλεί έμπνευση από την τουρμπίνα Tesla, έναν περιστροφικό σχεδιασμό χωρίς πτερύγια που κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από τον Nikola Tesla το 1913. Σε αντίθεση με τις συμβατικές τουρμπίνες με γωνιακές πτερύγια που εκτρέπουν τη ροή του ρευστού, ο κομψός σχεδιασμός της Tesla χρησιμοποιεί ιξώδη αντίσταση για να περιστρέφει λείους, στενά διαχωρισμένους δίσκους. Ο αέρας προσκολλάται στις επιφάνειες των δίσκων και μεταφέρει ορμή καθώς κινείται σπειροειδώς προς τα μέσα.
Η νέα συσκευή συνδυάζει αυτήν την ιδέα της τουρμπίνας ενός αιώνα με σύγχρονα τριβοηλεκτρικά υλικά. Αποτελείται από ένα περιστρεφόμενο συγκρότημα δίσκου, τριβοηλεκτρικά στρώματα κατασκευασμένα από αντίθετα υλικά, ρουλεμάν και ένα ακρυλικό περίβλημα. Ο πεπιεσμένος αέρας εισέρχεται μέσω μιας εισόδου και δημιουργεί μια ροή στροβιλισμού υψηλής ταχύτητας που φτάνει τα 300 m/s. Αυτή η ροή αέρα περιστρέφει τον περιστροφέα μόνο μέσω της επιφανειακής τριβής. Με πίεση 0,2 MPa, ο περιστροφέας επιτυγχάνει 8472 περιστροφές ανά λεπτό, ανέφερε η Nanowerk.
Αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να προσφέρει μια λύση διπλής χρήσης σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις που χρησιμοποιούν ήδη πεπιεσμένο αέρα. Όχι μόνο θα μπορούσε να παράγει ενέργεια, αλλά θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει στην εξουδετέρωση του στατικού ηλεκτρισμού, βελτιώνοντας την ασφάλεια και την ποιότητα του αέρα. Η δυνατότητα για χαμηλότερο ενεργειακό κόστος και ένα ασφαλέστερο περιβάλλον είναι αρκετά πολλά υποσχόμενη.
Συλλογή στατικού ηλεκτρισμού σε πεπιεσμένο αέρα
Η ιδέα της συλλογής στατικού ηλεκτρισμού σε πεπιεσμένο αέρα, η οποία εδώ και καιρό αποτελεί ενόχληση σε βιομηχανικά περιβάλλοντα, παρουσιάζει μια καινοτόμο προσέγγιση για τη μετατροπή των αποβλήτων σε αξιοποιήσιμη ενέργεια, λύνοντας παράλληλα ένα σημαντικό πρόβλημα ασφάλειας. Αυτό το μείγμα παλαιών (τουρμπίνα της Tesla) και νέων (τριβοηλεκτρικά υλικά και σύγχρονα ηλεκτρονικά) θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στον τρόπο που βλέπουμε και χρησιμοποιούμε τις δυνάμεις που υπάρχουν στις καθημερινές βιομηχανικές διεργασίες.
Η χρήση πεπιεσμένου αέρα
Ο πεπιεσμένος αέρας χρησιμοποιείται εκτενώς σε βιομηχανικά περιβάλλοντα λόγω της ευελιξίας και της αποτελεσματικότητάς του. Τροφοδοτεί εργαλεία, μηχανήματα και διαδικασίες αυτοματισμού σε βιομηχανίες όπως η μεταποίηση, η αυτοκινητοβιομηχανία και η ρομποτική. Ωστόσο, καθώς ο πεπιεσμένος αέρας ταξιδεύει μέσα από σωλήνες, συχνά μεταφέρει μικροσκοπικά σωματίδια σκόνης και μορίων νερού. Καθώς αυτά τα σωματίδια συγκρούονται με τις εσωτερικές επιφάνειες των σωλήνων, μπορούν να αναπτύξουν στατικά φορτία. Αυτό το φαινόμενο, γνωστό ως τριβοηλεκτρικό φαινόμενο, συμβαίνει όταν τα υλικά αποκτούν ή χάνουν ηλεκτρόνια κατά την τριβή.
Ο σχεδιασμός τουρμπίνας χωρίς πτερύγια του Nikola Tesla βασίζεται στην ιξώδη αντίσταση αντί για τις παραδοσιακές πτερύγια για να δημιουργήσει περιστροφική κίνηση. Σε μια συμβατική τουρμπίνα, τα πτερύγια είναι υπό γωνία για να εκτρέψουν τη ροή του ρευστού και να μετατρέψουν την κινητική ενέργεια σε μηχανικό έργο. Αντίθετα, ο σχεδιασμός του Tesla διαθέτει λείους, στενά τοποθετημένους δίσκους που επιτρέπουν στον αέρα ή σε άλλα υγρά να προσκολλώνται στις επιφάνειες των δίσκων και να μεταφέρουν ορμή καθώς σπειροειδώς κινούνται προς τα μέσα. Η απουσία πτερυγίων επιτρέπει στην τουρμπίνα Tesla να λειτουργεί με λιγότερα κινούμενα μέρη, οδηγώντας σε μεγαλύτερη ανθεκτικότητα και μειωμένη μηχανική φθορά.
Η νέα τεχνολογία
Η νέα τεχνολογία που περιγράφεται στη μελέτη καταδεικνύει τις απίστευτες δυνατότητες του συνδυασμού των κλασικών αρχών της μηχανικής (όπως η τουρμπίνα Tesla) με τη σύγχρονη επιστήμη υλικών για την αντιμετώπιση μακροχρόνιων βιομηχανικών προκλήσεων. Με τη δέσμευση και τη χρήση του στατικού ηλεκτρισμού στον πεπιεσμένο αέρα, το σύστημα αυτό προσφέρει έναν βιώσιμο τρόπο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ παράλληλα εξουδετερώνει τα επικίνδυνα φορτία που θέτουν σε κίνδυνο την ασφάλεια. Με αυτόν τον τρόπο, θα μπορούσε όχι μόνο να φέρει επανάσταση στην παραγωγή βιομηχανικής ενέργειας, αλλά και να βελτιώσει τη συνολική ασφάλεια και αποδοτικότητα των βιομηχανικών περιβαλλόντων.
www.worldenergynews.gr
