Wetenschap & Techniek

Stroom opwekken met ragfijne draadjes

foto: S.H. Kim et al, Sciencefoto: S.H. Kim et al, Science

Nieuws
Stroom opwekken met ragfijne draadjes

Energie halen uit kleding of uit de golven van de zee? Amerikaanse en Zuid-Koreaanse onderzoekers kunnen het met de zogenaamde twistrons. Dat zijn cilindertjes die in diameter tienduizend keer kleiner zijn dan een menselijke haar. En zoals de naam doet vermoeden, moet je er heel goed aan draaien om ze te laten werken.

Om stroom op te wekken met de draadjes moet je ze hard aanspannen, een beetje zoals je een natte dweil uitwringt. Maar dan extremer: de twistrons worden met een kwart van hun lengte uitgerekt. Toch breken ze niet, omdat ze gemaakt zijn van het bijzonder flexibele materiaal grafeen.

Hoewel de buisjes zelf al erg elektrisch geleidend zijn, worden ze ook nog omringd door extra geleidend materiaal. Door zo’n twistron steeds een stukje te draaien en weer te ontspannen, bewegen de buisjes en het geleidende materiaal om elkaar heen. Zo wordt er een piepkleine elektrische spoel gecreëerd, waarmee je vanuit mechanische energie (beweging) elektrische energie kunt maken.

Om deze inhoud te tonen moet je toestemming geven voor social media cookies.

Met deze trui meet je je ademhaling

Voor twistrons zijn je leuke en nuttige toepassingen te bedenken. Zo weefden de onderzoekers ze als sensoren in een trui ter hoogte van de borst. Telkens als de drager van de trui inademt, zwelt de borstkas op en spannen de twistrons in de trui aan. Hierdoor sturen ze een elektrische stroom naar een externe monitor. Die kan vervolgens op een scherm laten zien wanneer en hoe lang je in- en uitademt. Grote wearables om je lichaam worden zo overbodig.

Bij een ander experiment in het lab konden de twistrons aan de hand van kleine watergolfjes al een klein LED-lampje telkens kort laten branden. Ook dropten de onderzoekers een twistron in de zeewateren nabij Zuid-Korea. Bij elke golf werd het buisje flink uitgerekt. De elektriciteit die daarbij vrijkwam, kon oplopen tot 46 millivolt en een vermogen van 1,79 milliwatt - nog niet heel veel dus.

Dat lage elektrische vermogen vormt samen met de hoge productiekosten nog wel een probleem om de draadjes op grote schaal te maken. De toekomst moet dus uitwijzen of we de draadjes straks ook massaal kunnen gebruiken.

Misschien is deze techniek ook wel iets voor de Nederlandse hockeyers, die allerlei sensoren in hun kleding dragen om hun inspanningen in de gaten te houden.