تیم تحقیقاتی ادوات تریبوالکتریک به سرپرستی آقای دکتر محمدرضا کلاهدوز دانشیار و عضو هیئت‌علمی دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه تهران موفق به چاپ مقاله خود با عنوان «بادسنج خودتغذیه شونده تریبوالکتریکی تحت شبکه اینترنت اشیاء» در نشریه معتبر Nano energy (IF:16.6) شماره 87 شدند. Nano Energy یک فروم چند رشته ای است که تا کنون حدود سه هزار مقاله علمی معتبر از انواع تحقیقات نظری و عملی در حوزه های مرتبط با انرژی را که از نانومواد و فناوری نانو استفاده می­کنند، منتشر کرده است.

این مقاله حاصل یکی از پروژه های رشته مهندسی برق در یازدهمین دوره جشنواره روز پروژه (دفاع از پروژه های پایانی دانشجویان کارشناسی) است که پیش از این مورد توجه داوران این جشنواره نیز قرار گرفته و یکی از عناوین برتر این دوره روز پروژه گشته بود.

بادسنج خودتغذیه شونده تریبوالکتریکی تحت شبکه اینترنت اشیاء با استفاده از توانایی تولید الکتریسیته مولدهای تریبوالکتریکی، انرژی مکانیکی باد را به توان الکتریکی تبدیل می­کند. در تکنولوژی تریبوالکتریک در اثر تماس بین دو ماده نامتجانس، الکترون‌های موجود در سطوح دو جسم متناسب با شرایط ترازهای سطحی مواد، از یک ماده به دیگری منتقل می‌شوند. بعد از جدایی مواد از یکدیگر، الکترون‌های جابجا شده در سطوح دو ماده، باقی ‌مانده و باعث ایجاد میدان‌های الکترواستاتیکی موضعی می‌شود و در صورت موجود بودن الکترود فلزی در مجاورت هرکدام از مواد باعث القای الکترواستاتیک در آن الکترود می‌گردد. درنهایت الکترودها نسبت به هم دارای اختلاف‌پتانسیلی خواهند بود که توانایی ایجاد جریان و تأمین توان الکتریکی را دارند.

در این پروژه جریان باد، توسط یک توربین بادی به حرکت دورانی تبدیل شده و این حرکت باعث جابجایی و تماس بین مواد مختلف شده و توان الکتریکی تولید می‌شود؛ این توان الکتریکی می‌تواند مدار الکترونیکی سنسور را تغذیه کند. از طرفی با تغییر میزان باد، سرعت جابجایی تغییر کرده و شکل سیگنال تولیدی دگرگون می­شود و می توان از این سیگنال سرعت باد را اندازه‌گیری نمود.

تفاوت این محصول با نمونه‌های بسیار اندک و انگشت‌شمار موجود، در ایده‌ی نوآورانه ساختارهای مواد تماسی بوده که برای اولین بار در این زمینه بکار گرفته‌ شده است و باعث شده میزان توان تولیدی نسبت به بهترین نمونه که در دانشگاه جورجیا امریکا ساخته شده بود، بیش از 250% افزایش یابد و موجب ایجاد جریان الکتریکی 22 میلی‌آمپری شود که یک جهش بسیار چشمگیر در این تکنولوژی می‌باشد. (ولتاژ تولیدی در حدود 950 ولت).

اطلاعات بیشتر راجع به این مقاله را می­توانید از لینک ذیل دنبال کنید:

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106170