Utvecklar ny sorts sensor
Projektet med att utveckla den nya TENG-teknologin är finansierat av Vinnova och utförs av forskare vid avdelningen för maskinelement, Luleå tekniska universitet. Tekniken förväntas skapa ett nytt sätt att driva sensorer för tillståndsövervakning och bli en viktig del av industri 4.0, och därmed 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.
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.