Utvecklar sensor som är självförsörjande på el

Publicerad: 19 februari 2019

Tribologiforskare vid Luleå tekniska universitet utvecklar en sensor som kan generera elektricitet från olika typer av rörelser och vibrationer, för att bli självförsörjande. Projektet finansieras av Vinnova och sensorn förväntas stärka konkurrenskraften för svensk industri.

Tribologi är vetenskapen om ytor som rör sig mot varandra och omfattar friktion, nötning och smörjning. Tribologi finns därmed överallt, inklusive i människokroppen. För några år sedan upptäckte forskare att tribologi också kan användas för elproduktion med hjälp av så kallade triboelektriska nanogeneratorer (TENG). Dessa nanogeneratorer kan skapa elektricitet från olika typer av vibrationer, från vilka det går att utveckla självdrivna sensorsystem och vikbar bärbar elektronik, exempelvis en pulsmätare. Det löser därmed problemet med strömförsörjning för sensorer som används för tillståndsövervakning, vilket möjliggör en mycket enklare implementering i olika utrustningar och maskiner.

– Under ett års tid kommer vi arbeta med att utveckla tidiga prototyper av den nya TENG-teknologin som kan användas för självförsörjande sensorer. Vår TENG-sensor kommer att baseras på flytande metall med stor elektrisk potential. Nästa steg blir att utvärdera materialets egenskaper och hur det påverkar sensorns känslighet och stabilitet, säger Yijun Shu, biträdande professor vid maskinelement, Luleå tekniska universitet.

Begränsningar med batteri- och kabeldrivna sensorer
 

Traditionella sensorer behöver oftast bli drivna av extern elektricitet från antingen batterier eller kablar. Nackdelen med att förlita sig på kablar är uppenbar eftersom det komplicerar installationen och leder till högre kostnader. Tillförlitligheten på batterikapaciteten begränsar batteridrivna sensornätverk med stora mängder små sensornoder på grund av den begränsade livslängden och periodisk utbyte av batterier. Batterier ökar också miljöpåverkan av sådana system.

– TENG-sensorn kan lösa dessa problem genom att den är självdriven, flexibel, lätt och kostnadseffektiv. Den kan också användas i det trådlösa dataöverföringssystemet i industri 4.0, som handlar om framtidens ständigt uppkopplade smarta fabrik.

Videon nedan, Tribology lights, visar hur forskarna en bit in i projektet kan använda TENG för att tända lampor.

Kontakt

Yijun Shi

Shi, Yijun - Forskare, Docent

Organisation: Maskinelement, Maskinelement, Institutionen för teknikvetenskap och matematik
Telefon: 0920-492064
Pär Marklund

Marklund, Pär - Professor

Organisation: Maskinelement, Maskinelement, Institutionen för teknikvetenskap och matematik
Telefon: 0920-492415
Rum: E843 - Luleå»

Taggar