Triboelektristen nanogeneraattorien optimointi

Abstract

Kannettavien elektronisten laitteiden yleistyessä myös vaihtoehtoisten energianlähteiden pohdinta on kiihtynyt. Yhtenä mahdollisena paristojen ja akkujen korvaajana on esitetty triboelektristen nanogeneraattorien (TENG) käyttöä. TENGin toiminta perustuu tribosähköiseen ilmiöön tai ns. hankaussähköön, jota on usein pidetty negatiivisena ilmiönä ja siinä muodostuvaa energiaa hukkaenergiana. Kuluneiden vuosien aikana TENGit ovat kehittyneet huomattavasti, ja nykyään suurin kynnyskysymys markkinoille tuontiin on niiden optimointi mahdollisimman tehokkaaksi.

Vuodesta 2012 lähtien TENGien tutkimus on kiihtynyt eksponentiaalisesti ja julkaistujen tutkimusten määrä on huomattava. Viime vuosina monet tutkimukset ovat perehtyneet erilaisiin keinoihin optimoida TENGin toiminta. Tässä LuK-tutkielmassa esitellään lyhyesti TENGin toimintaa sekä perehdytään erilaisiin optimointikeinoihin, kuten materiaalivalintoihin, TENGin kokoon sekä muotoon, käytetyn materiaalin muokkaamiseen nanotasolla, liikkeen laatuun sekä tuotetun energian siirtoon ja varastointiin. Tutkielmassa esitetyt tiedot ovat peräisin eri kirjallisuuslähteistä.

Tämän kirjallisuustutkielman perusteella voidaan sanoa triboelektristen nanogeneraattorien tutkimuksen olevan laajaa ja hyvällä mallilla. Erityisesti TENGin optimoinnin tutkimiseen on viimeaikoina kiinnitetty paljon huomiota ja kiinnostusta. Optimointi on tärkeää, jotta laitteista saadaan mahdollisimman tehokkaita ja niitä voitaisiin hyödyntää arkikäytössä. Tutkielmassa tuodaan esille muutamia kehityskohteita, kuten TENGin optimointi erilaisiin käyttöympäristöihin. Yleisesti voidaan todeta TENGien tulevaisuuden näyttävän kirkkaalta ja mahdollisuuksien olevan suuret.