Dijuluki DB-THG (generator hidrovoltaik triboelektrik burung minum), daya diambil dari pergerakan burung melalui aksi gesekan bahan yang berbeda – bayangkan menggosokkan balon pada pelompat untuk membangun muatan.
Didorong oleh efek pendinginan dari penguapan air dan pergerakan cairan dengan titik didih rendah di dalam kerangka kacanya, burung memiliki aksi dua fase.
Dimulai dari saat tubuhnya mendatar dan paruhnya berada di dalam air, ia miring ke belakang dan berosilasi mengelilingi vertikal selama beberapa detik, sebelum kembali condong ke depan untuk kembali mencelupkan paruhnya ke dalam air.
Generator (tidak termasuk dalam foto – lihat diagram di bagian ini) dirancang untuk bekerja dengan dua fase ini.
Dipasang pada piringan terisolasi stasioner di sebelah burung adalah dua sektor tembaga identik yang berdekatan dengan celah sempit di antara keduanya, bersama-sama menempati ~100° piringan. Kesenjangan tersebut disejajarkan secara vertikal.
Pada poros burung dipasang sektor FEP (fluorinated ethylene propylene) bermuatan 50° yang bergerak bolak-balik secara merata pada dua sektor tembaga saat burung berosilasi.
Saat polimer diisi, ia secara bergantian menginduksi muatan ke dalam sektor tembaga selaras dengan osilasi.
Sirkuit eksternal dihubungkan antara sektor tembaga, dan akibatnya dialirkan dengan arus bolak-balik pada frekuensi burung.
Darimana biaya sektor FEP berasal?
Muatan kerja diakumulasikan ke dalam sektor FEP secara triboelektrik, karena ia dengan lembut melewati bantalan bulu polipropilen pada burung yang dicelupkan secara berkala ke dalam wadah air – bulu tersebut melekat pada tepi salah satu sektor tembaga, melengkapi 'sirkuit pengisian triboelectic '.
Karena generator menempati kurang dari setengah lingkaran, generator kedua dibangun di bagian lain dari piringan berinsulasi stasioner, kemudian semuanya diduplikasi di sisi lain burung, sehingga totalnya ada empat generator, yang dihubungkan secara paralel.
Saat beraksi, keluaran quad-generator mencapai puncak ~200nA, dan ini konstan hingga beban ~100MΩ, tetapi pada beban di bawah ~20MΩ, generator secara efektif mengalami korsleting oleh bebannya dan keluaran daya hampir tidak ada.
Namun, daya meningkat melebihi resistansi tersebut, memuncak pada 30μW menjadi 3-5GΩ.
Selain pembebanan resistif, generator juga dapat mengisi daya a kapasitor, mendapatkan 1μF hingga 10V dalam 200 detik.
Karena burung didorong oleh penguapan air, sistemnya bergantung pada suhu dan kelembapan lingkungan. Para peneliti mempelajari efek keduanya, serta merancang tangki pencelupan paruh yang meminimalkan penguapan palsu.
Yang patut disyukuri adalah mereka mengembangkan metrik konsumsi air, dan menilai DB-THG mereka pada tingkat kemanjuran puncak 6 J/liter.
Dalam demonstrasinya, ia menyalakan kalkulator, sensor suhu, atau 20 LCD segmen tunggal kecil secara bersamaan.
“Generator hidrovoltaik triboelektrik burung minum menawarkan cara unik untuk memberi daya pada perangkat elektronik kecil dalam kondisi sekitar, memanfaatkan air sebagai sumber bahan bakar yang tersedia,” kata anggota tim Profesor Hao Wu dari Universitas China Selatan. Teknologi “Saya masih merasa kaget dan gembira saat menyaksikan hasil sebenarnya.”
Universitas Teknologi China Selatan bekerja sama dengan Universitas Politeknik Hong Kong dan Universitas Kota Hong Kong.
Hasilnya dipublikasikan sebagai 'Generator hidrovoltaik triboelektrik berkemampuan burung minum' di jurnal Device – makalah ini memiliki akses terbuka, dan penelusuran yang menyenangkan. Beralih ke materi tambahan untuk memuat grafik dan banyak lagi.
Selain itu, tim tersebut menunjukkan bahwa generator mereka bukanlah generator burung celup pertama, dan memuji desain magnetis sebelumnya.