Un grup de cercetători europeni a dezvoltat un generator triboelectric capabil să producă energie folosind doar apă şi siliciu, o inovaţie care ar putea elimina nevoia de baterii în numeroase dispozitive şi senzori cu consum redus. Tehnologia foloseşte mişcarea apei printr-o structură de siliciu cu pori nanometrici, transformând presiunea mecanică în electricitate.
Echipa de la DESY şi Universitatea de Tehnologie din Hamburg a demonstrat că două materiale extrem de comune pot, într-o arhitectură bine controlată, să devină o sursă stabilă de energie. Generatorul foloseşte siliciu nanostructurat, ale cărui canale microscopice sunt traversate de apă aflată sub presiune. Interacţiunea dintre lichid şi pereţii porilor generează sarcini electrice ce pot fi colectate şi transformate în energie utilizabilă.
Fenomenul se bazează pe triboelectrificare, procesul prin care două materiale aflate în contact generează electricitate, asemănător încărcării electrostatice care apare prin frecare. În acest caz, însă, contactul se produce între apă şi suprafaţa internă a siliciului, ceea ce face ca efectul să fie mai stabil şi uşor de controlat.
Materialul central al dispozitivului integrează trei proprietăţi într-o singură structură: conductivitate electrică, porozitate nanometrică şi un strat hidrofob. Această combinaţie permite controlul fluxului de apă prin reţeaua de pori, făcând procesul reproductibil şi oferind o eficienţă de conversie de aproximativ 9%, cea mai ridicată raportată până acum pentru acest tip de generatoare.
Performanţa obţinută aduce tehnologia la nivelul de consum al multor senzori moderni, care funcţionează cu cantităţi infime de energie. Cercetătorii cred că viitoarele sisteme de monitorizare, dispozitive purtabile sau aplicaţii robotice ar putea funcţiona autonom, folosind energia generată de factorii externi: mişcarea hainelor, vibraţiile din sistemele mecanice sau presiunea din mediul înconjurător.
Un exemplu relevant îl reprezintă suspensiile automobilelor, unde vibraţiile roţilor ar putea alimenta senzori integraţi local. Alternanţa presiune–relaxare ar pompa apa în şi din porii siliciului, transformând energia mecanică pierdută în electricitate utilă pentru monitorizarea performanţei şi siguranţei.
Un avantaj important al noului concept este folosirea unor materiale accesibile şi bine studiate. Siliciul stă la baza industriei electronice, iar apa este o resursă universală, ceea ce uşurează integrarea tehnologiei în procese de fabricaţie deja existente şi poate accelera adoptarea la scară largă.
Această inovaţie se înscrie în tendinţa tot mai prezentă de a recupera energia din procese cotidiene, de la paşii călătorilor în transportul public până la interacţiunea dintre picături de apă şi vânt. Generatorul propus de echipa europeană adaugă o piesă importantă acestei direcţii de dezvoltare, sugerând un viitor în care dispozitivele electronice funcţionează autonom, fără baterii.
