(Dezember 2, 2023) Waldbrände, die oft durch trockenes Wetter, starken Wind oder menschliches Handeln ausgelöst werden, haben in unseren Wäldern, in denen unzählige Pflanzen und Tiere gedeihen, verheerende Schäden angerichtet. Leider gefährden die zunehmende Zahl und Stärke von Waldbränden lebenswichtige Ökosysteme und gefährden das von ihnen abhängige Lebensnetz. Während diese Brände in verschiedenen Teilen der Welt weit verbreitet sind, kam es in Adyant Bhavsars Heimatstadt Kalifornien in den letzten Jahren zu einigen schrecklichen Waldbränden. Und das motivierte diesen Innovator der siebten Klasse, eine Maschine zu entwickeln, die überschüssige mechanische Energie durch Triboelektrifizierung und elektrostatische Induktion in Elektrizität umwandeln konnte.
„Kalifornien wurde im Laufe der Jahre von mehreren verheerenden Waldbränden erschüttert, und daher verfügt der Staat über Hunderte von Kameras und Sensoren, um Waldbrände und andere Katastrophen zu überwachen. „Das hat mich zum Nachdenken gebracht“, sagte der Innovator kürzlich in einem Interview und fügte hinzu: „Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, benötigen diese Geräte eine nachhaltige Energieversorgung, die nicht häufig aufgeladen oder ausgetauscht werden muss.“ Auf seiner Suche nach Möglichkeiten für erneuerbare Energien stieß Adyant auf einen sogenannten triboelektrischen Nanogenerator. Dieses Gerät wandelt mechanische Energie in Elektrizität um. Wenn sich zwei dünne, benachbarte Objekte auseinander bewegen oder aneinander reiben, bewegen sich Elektronen zwischen ihnen und erzeugen eine elektrische Ladung.
Für diese geniale Idee, die Globaler Inder vor kurzem gewonnen Lemelson-Preis für Erfindung, bei der Thermo Fisher Junior Innovators' Challenge (JIC), 2023. „Meine Ausrüstung ist eine neuartige Erfindung, die einen Nanogenerator verwendet, um Nachhaltigkeit und Zuverlässigkeit zu erhöhen. Dieser Wettbewerb gab mir einen großen Selbstvertrauensschub und ermutigte mich, weiter nach Größe zu streben. Ich freue mich sehr über die Herausforderungen und möchte mit gleichgesinnten Kollegen zusammenarbeiten, um einige reale Probleme lösen zu können“, sagt der Innovator, der mit der Auszeichnung auch ein Preisgeld von 10,000 US-Dollar gewann.
Nicht nur ein Wissenschaftler
Adyant ist in San Jose, Kalifornien, aufgewachsen und hat stets akademische Exzellenz bewiesen. Obwohl er eine Karriere in der Wissenschaft anstrebt, liegt die wahre Leidenschaft dieses jungen Innovators in den Seiten von Büchern. Als begeisterter Leser begann Adyant bereits im Alter von drei Jahren mit dem Lesen. Mit sechs hatte er die Harry-Potter-Reihe und viele Bücher der Serien Magic Tree House und Box Car zu Ende gelesen. Interessanterweise ist der Innovator der Autor eines Kinder-Fantasy-Buches mit dem Titel „The Mystery at Beartown Campsite“.
Adyant ist hauptsächlich mit seinen wissenschaftlichen Projekten und Experimenten beschäftigt und genießt in seiner Freizeit Lesen, Schreiben, Klavier, Basketball, Tennis, Reden und Debatten. „Diese Hobbys ermöglichen es mir, mich auszudrücken, vielfältige Perspektiven zu gewinnen und andere mit meinen Ideen positiv zu beeinflussen“, sagte der Innovator, der auch mehrere Schreibpreise gewonnen hat. Der Jugendliche möchte Umweltingenieur werden. „Ich möchte meine Fähigkeiten dazu beitragen, Lösungen für Umweltprobleme wie Abholzung und Umweltverschmutzung zu finden. Ich habe vor, zu versuchen, den nachhaltigen Generator, den ich erfunden habe, an mehr Orten weltweit einzusetzen und Menschen zu erreichen, die auf der ganzen Welt an derselben Technologie arbeiten, um dabei zu helfen, das Schiff weg von fossilen Brennstoffen und hin zu mehr erneuerbaren Ressourcen zu bewegen.“ er sagte.
Die Umwelt schonen
Nachdem er wochenlang über sein Experiment zu seinem „Waste to Wattage“-Projekt recherchiert hatte, baute der Innovator zunächst seinen eigenen triboelektrischen Nanogenerator, indem er zwei Holzbretter mit Federn dazwischen zusammenfügte. Der Innovator baute jede Planke aus Schichten verschiedener Materialien zusammen, die mit Elektroden verbunden waren. Diese Materialpaarungen umfassten Glas mit Teflon, Kapton mit Menschenhaar, Wolle mit PVC und Papier mit Baumwolle. Adyant führte für jede Kombination fünf Versuche durch und drückte dabei auf die obere Diele, um die Materialschichten in Kontakt zu bringen.
Als sich die Materialien berührten und trennten, tauschten sie Elektronen aus, was zu einem induzierten Strom führte. Adyant variierte auch die Oberfläche für jede Materialpaarung und stellte fest, dass Kapton, ein mit menschlichem Haar gepaarter elektronischer Film, die meiste Elektrizität erzeugte. Die Vergrößerung der Oberfläche aller Materialien führte zu einem linearen Anstieg der elektrischen Leistung. Darüber hinaus baute der Innovator einen Kondensator in den Schaltkreis ein, um die erzeugte elektrische Ladung zu speichern und so erfolgreich genug Energie zu akkumulieren, um eine 1.79-Volt-Leuchtdiode (LED) mit Strom zu versorgen. „Dieser triboelektrische Nanogenerator ist leicht, kostengünstig, umweltfreundlich und anpassbar“, erklärte der Innovator und fügte hinzu: „Wenn ich herausfand, wie ich die Hochspannungselektronik mit Strom versorgen kann, würde ich meinen triboelektrischen Nanogenerator weiter optimieren.“ Ich könnte auch versuchen, mehrere davon zu verbinden und andere Methoden zur Erzeugung von Triboelektrizität zu erkunden.“
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