Triboëlektrische nanogenerator

Een triboëlektrische nanogenerator, kortweg TENG, zet beweging om in een kleine elektrische spanning. Het is een flinterdun pakketje van twee verschillende materialen. Bij een beweging drukken die even tegen elkaar en veren ze weer terug. Dat levert elektriciteit op, zonder dat er een batterij voor nodig is.

Hoe werkt het?

Het werkt zoals een ballon die je langs je haar wrijft. Twee verschillende materialen raken elkaar, gaan weer uit elkaar en wisselen daarbij elektronen uit. Zo ontstaat een kleine elektrische spanning, in feite statische elektriciteit. 'Triboëlektrisch' komt van het Griekse woord voor wrijven. 'Nano' wijst erop dat de laagjes heel dun zijn.

Hoe sterker de beweging, hoe groter de spanning. Daardoor heeft elke beweging een eigen herkenbaar patroon. Een TENG levert maar weinig stroom op, te weinig om een apparaat te voeden. Hij is vooral handig als sensor: de beweging die je wilt meten, wekt zelf het signaal op.

Waarom het ertoe doet

Draagbare apparaten zoals slimme brillen en smartwatches hebben last van hun batterij, die ze zwaarder maakt en steeds moet worden opgeladen. Sensoren die zelf een signaal opwekken, verbruiken veel minder stroom.

Onderzoekers van Northwestern University bouwden een bril met TENG-sensoren. Die herkennen polsslag, stevig knipperen en kaakbewegingen aan de beweging van het gezicht (link). De uitleeselektronica verbruikt samen maar 4,1 microwatt. De volgende stap is een bril die helemaal zonder batterij werkt. Zo'n bril zou op den duur kunnen helpen om bijvoorbeeld de gezondheid van hart en bloedvaten te volgen.