Nye elastiske materialer, der kan generere elektricitet, kan hjælpe med at gøre bølgekraft billigere at udvikle.
Indsendt af Nancy Bazilchuk
Ved første øjekast ser det tynde, næsten silke materiale i Professor Kesheng Wang's hænder ud som stretchy plastmadras, der er belagt med et fint lag blankt aluminium. Materialet kaldes en dieletrisk elektroaktiv polymer eller DEAP, og en af dets mest almindelige anvendelser er at omdanne elektricitet til bevægelse - som en kunstig muskel.
Men Wang, en professor i NTNUs Institut for Produktion og Kvalitetsteknik og leder af Knowledge Discovery Laboratory, ønsker at bruge materialet på en helt modsat måde. I stedet for at omdanne elektricitet til bevægelse, ønsker Wang at bruge polymeren til at omdanne bevægelse - specifikt den lange amplitudebevægelse af bølger - til elektricitet.
Bølgenergi gjort lettere
”En bølgenergegenerator omdanner mekanisk energi - bevægelse - til elektricitet. Men det involverer masser af store mekaniske dele, ”siger professoren. "Hvis vi kan bruge denne polymer, vil det være meget enklere, lettere og lettere at bygge bølgenergegeneratorer."
Selvom en række forskellige typer DEAP er tilgængelige på markedet, er Wang mest interesseret i en type, der er patenteret af et dansk firma kaldet DanFoss. Da Wang først fandt DanFoss DEAP, tænkte han ikke, at han ville udvikle en ny tilgang til bølgeenergimaskiner. I stedet var hans søgning motiveret af en af hans mange forskningsinteresser - få robotter til at arbejde.
Det elastiske DEAP-materiale er belagt på begge sider med et metallisk stof. Belægningen fungerer som elektroder. Når en elektrisk strøm påføres elektroderne, udvides det elastiske materiale, og når strømmen er slukket, trækkes det sammen. Udvidelsen og sammentrækningen efterligner den måde, ægte muskler fungerer, og kan bruges i robotter til at reducere størrelsen, vægten og kompleksiteten af deres samlinger, siger Wang.
Fra bevægelse til elektricitet
Men materialets magi er, at når du fysisk strækker det og derefter lader det slappe af, genererer elektroderne en elektrisk strøm. Ved at skabe lag med DEAP i tætpakede rækker, som gardiner, der hænger parallelt, og klemme dem i begge ender, kan DEAP strækkes og lempes af bevægelsen af en bølge, der skubber på en padle eller anden form for modstand. Bevægelsen genererer således elektricitet.
Wang har allerede bygget en lille prototype af sin bølgeenergimaskine ved hjælp af DanFoss DEAP, og søger nu efter forskningspartnere til at opbygge en større prototype. ”Jeg kalder det‘ ny ’vedvarende energi,” siger han om maskinen, fordi den bruger nye ‘smarte materialer’ til at generere elektricitet fra en konventionel kilde til vedvarende energi.
Udvalgt billede: Professor Kesheng Wang, leder af NTNUs vidensopdagelseslaboratorium, mener, at dette skinnende, elastiske stof kan gøre bygning af havdrevne bølgeneratorer lettere og mere omkostningseffektive.
Fotokredit: Ole Morten Melgård
