Surnommé DB-THG (générateur hydrovoltaïque triboélectrique pour oiseau à boire), l'énergie est extraite du mouvement de l'oiseau par l'action de frottement de différents matériaux – pensez à frotter un ballon sur un sauteur pour accumuler une charge.
Poussé par l’effet rafraîchissant de l’évaporation de l’eau et le mouvement d’un liquide à faible point d’ébullition à l’intérieur de son squelette de verre, l’oiseau a une action en deux phases.
À partir du moment où son corps est horizontal et son bec dans l’eau, il s’incline en arrière et oscille autour de la verticale pendant quelques secondes, avant de basculer à nouveau vers l’avant pour plonger à nouveau son bec dans l’eau.
Le générateur (non inclus sur la photo – surveillez cet espace pour un schéma) est conçu pour fonctionner avec ces deux phases.
Montés sur un disque isolé fixe à côté de l'oiseau se trouvent deux secteurs de cuivre adjacents identiques avec un espace étroit entre eux, occupant ensemble environ 100° du disque. L'écart est aligné verticalement.
Attaché à l'essieu de l'oiseau se trouve un secteur FEP (éthylène-propylène fluoré) chargé à 50° à travers lequel ondule d'avant en arrière de manière égale sur les deux secteurs de cuivre pendant que l'oiseau oscille.
Au fur et à mesure que le polymère est chargé, il induit alternativement une charge dans les secteurs de cuivre en harmonie avec l'oscillation.
Le circuit externe est connecté entre les secteurs de cuivre et est donc alimenté en courant alternatif à la fréquence de l'oiseau.
D'où vient la charge du secteur FEP ?
La charge de travail est accumulée dans le secteur FEP de manière triboélectrique, lorsqu'elle passe doucement devant un tampon de peluches en polypropylène lors des plongées périodiques de l'oiseau dans le récipient d'eau - les peluches sont attachées au bord de l'un des secteurs de cuivre, complétant ainsi le circuit de charge triboélectrique. '.
Comme le générateur occupe moins d'un demi-cercle, un deuxième générateur a été construit sur l'autre moitié du disque isolé stationnaire, puis le tout a été dupliqué de l'autre côté de l'oiseau, faisant ainsi quatre générateurs au total, câblés en parallèle.
En action, la sortie du quad-générateur pulse jusqu'à un pic de ~ 200 nA, et ceci est constant jusqu'à des charges de ~ 100 MΩ, mais à des charges inférieures à ~ 20 MΩ, le générateur est effectivement court-circuité par sa charge et la puissance de sortie est presque nulle.
Cependant, la puissance dépasse cette résistance, culminant à 30 μW dans 3-5GΩ.
Au lieu d'une charge résistive, le générateur peut également charger un condensateur, obtenant 1μF à 10V en 200s.
Comme l’oiseau est entraîné par l’évaporation de l’eau, le système dépend de la température et de l’humidité ambiantes. Les chercheurs ont étudié les effets des deux et ont conçu une citerne à bec plongeant qui minimisait l’évaporation parasite.
C’est tout à leur honneur qu’ils ont développé une mesure de la consommation d’eau et évalué leur DB-THG à une efficacité maximale de 6 J/litre.
Lors de démonstrations, il alimentait simultanément une calculatrice, un capteur de température ou 20 petits écrans LCD monosegment.
"Le générateur hydrovoltaïque triboélectrique pour oiseaux à boire offre un moyen unique d'alimenter de petits appareils électroniques dans des conditions ambiantes, en utilisant l'eau comme source de carburant facilement disponible", a déclaré le professeur Hao Wu, membre de l'équipe de l'Université de Chine du Sud. Technologie « Je me sens toujours surpris et excité en voyant les résultats réels. »
L'Université de technologie de Chine du Sud a travaillé avec l'Université polytechnique de Hong Kong et l'Université de la ville de Hong Kong.
Leurs résultats sont publiés sous le titre « Générateur hydrovoltaïque triboélectrique compatible avec les oiseaux potables » dans la revue Device – l'article est en libre accès et agréable à parcourir. Tournez-vous vers le matériel supplémentaire pour charger des graphiques et bien plus encore.
En outre, l’équipe a souligné qu’il ne s’agit pas du premier générateur d’oiseaux plongeants et qu’elle attribue des conceptions magnétiques antérieures.