Neue elastische Materialien, die Elektrizität erzeugen können, können dazu beitragen, dass die Entwicklung von Wellenkraft billiger wird.
Gepostet von Nancy Bazilchuk
Auf den ersten Blick sieht das dünne, fast seidige Material in Professor Kesheng Wangs Händen aus wie eine dehnbare Plastikfolie für Lebensmittel, die mit einer feinen Schicht glänzenden Aluminiums überzogen ist. Das Material wird als dielektrisches elektroaktives Polymer oder DEAP bezeichnet. Eine der häufigsten Anwendungen ist die Umwandlung von Elektrizität in Bewegung - wie ein künstlicher Muskel.
Wang, Professor an der NTNU-Abteilung für Produktion und Qualitätssicherung und Leiter des Knowledge Discovery Laboratory, möchte das Material jedoch auf eine völlig andere Art und Weise verwenden. Anstatt Elektrizität in Bewegung umzuwandeln, möchte Wang das Polymer verwenden, um Bewegung - insbesondere die Bewegung von Wellen mit langer Amplitude - in Elektrizität umzuwandeln.
Wellenenergie leichter gemacht
„Ein Wellenenergieerzeuger wandelt mechanische Energie - Bewegung - in Elektrizität um. Aber es geht um viele große mechanische Teile “, sagt der Professor. "Wenn wir dieses Polymer verwenden können, ist es viel einfacher, leichter und einfacher, Wellenenergieerzeuger zu bauen."
Obwohl es auf dem Markt eine Reihe verschiedener Arten von DEAP gibt, ist Wang am meisten an einem Typ interessiert, der von einem dänischen Unternehmen namens DanFoss patentiert wurde. Als Wang das DanFoss DEAP zum ersten Mal fand, dachte er nicht, dass er einen neuen Ansatz für Wellenenergiemaschinen entwickeln würde. Stattdessen wurde seine Suche von einem seiner vielen Forschungsinteressen motiviert - die Arbeit von Robotern.
Das elastische DEAP-Material ist beidseitig mit einer metallischen Substanz beschichtet. Die Beschichtung dient als Elektroden. Wenn ein elektrischer Strom an die Elektroden angelegt wird, dehnt sich das elastische Material aus und wenn der Strom abgeschaltet wird, zieht es sich zusammen. Die Expansion und Kontraktion imitieren die Art und Weise, wie echte Muskeln funktionieren, und könnten in Robotern verwendet werden, um die Größe, das Gewicht und die Komplexität ihrer Gelenke zu reduzieren, sagt Wang.
Von der Bewegung zur Elektrizität
Die Magie des Materials besteht jedoch darin, dass die Elektroden beim Dehnen und anschließenden Entspannen elektrischen Strom erzeugen. Indem DEAP-Schichten in dicht gepackten Reihen wie parallel hängende Vorhänge erzeugt und an beiden Enden festgeklemmt werden, kann das DEAP durch die Bewegung einer Welle, die auf ein Paddel oder eine andere Form von Widerstand drückt, gedehnt und entspannt werden. Die Bewegung erzeugt also Strom.
Wang hat bereits einen kleinen Prototyp seiner Wellenenergiemaschine mit dem DanFoss DEAP gebaut und sucht nun nach Forschungspartnern, um einen größeren Prototyp zu bauen. "Ich nenne es" neue "erneuerbare Energie", sagt er über die Maschine, weil sie neue "intelligente Materialien" verwendet, um Strom aus einer konventionellen Quelle erneuerbarer Energie zu erzeugen.
Ausgewähltes Bild: Professor Kesheng Wang, Leiter des Knowledge Discovery Laboratory von NTNU, glaubt, dass dieses glänzende, dehnbare Gewebe den Bau von Wellengeneratoren mit Meeresantrieb einfacher und kostengünstiger machen könnte.
Bildnachweis: Ole Morten Melgård
