Piezo-kristallen
"Piezo-kristallen" zijn speciale mineralen met elektromagnetische eigenschappen. Wanneer piëzo-kristallen worden samengeperst of uitgerekt, produceren ze een elektrisch veld. Dit wordt het "piëzo-elektrische effect" genoemd. Piëzo-cellen hebben kleine, positief geladen deeltjes in hun midden. Telkens wanneer er kracht op het kristal wordt uitgeoefend, wordt dit kleine deeltje gedwongen te bewegen en een lading te creëren. Dit elektrische veld kan worden gebruikt om spanning te produceren.
Een veelgebruikt gebruik van piëzokristallen is als sensoren, en creëert een signaal wanneer kracht wordt uitgeoefend. Onlangs zijn wetenschappers echter begonnen manieren te ontwikkelen om deze kracht te gebruiken als alternatieve "groene" energie.
Kleinschalige elektriciteit
De elektrische lading gecreëerd door een piëzo-kristal is vrij laag. Om dit te compenseren, worden ze meestal gebruikt in toepassingen met een hoge herhaling. Een methode die piëzo-energie gebruikt om elektriciteit te creëren, maakt gebruik van persoonlijke menselijke kracht.
Mensen verplaatsen zich elke dag duizenden keren. Piëzo-kristallen kunnen worden ingebed in schoenen zoals kleding voor dagelijks gebruik. Telkens wanneer iemand een stap zet, genereert het kristal een kleine lading. Na verloop van tijd en met duizenden stappen, bouwen deze kleine kosten zich op tot het bedrag aanzienlijk wordt. Deze energie kan worden gebruikt om persoonlijke elektronica, zoals mobiele telefoons en mp3-spelers, volledig opgeladen te houden.
Grootschalige elektriciteit
Een andere manier waarop piëzo-elektrische energie kan worden gebruikt, is door vele afzonderlijke kristallen te verbinden. Omdat de kleine ladingen van elk kristal samenkomen, kunnen ze één grote krachtbron creëren.
In gebieden met veel verkeer, zoals metrostations en trottoirs, zijn piëzo-elektrische kristallen ingebed in trappen en vloertegels. Deze individuele generatoren zijn allemaal gekoppeld. Terwijl mensenmassa's door het gebied lopen en kracht genereren, verzamelt het systeem de energie. Individueel zijn de kleine ladingen onbetekenend, maar samen kunnen ze de elektronica voeden of worden opgeslagen voor toekomstig gebruik.
Het voordeel van piëzo-elektrische energie is dat deze volledig schoon en hernieuwbaar is. Innovaties in de komende jaren zullen systemen creëren die op veel verschillende niveaus stroom genereren, waarbij de individuele bronnen samenwerken aan energieonafhankelijkheid.
