科学家开发全新纳米发电机 可从海浪或人体运动中获得能量

  据外媒New Atlas报道,香港中文大学的研究人员已经设计出了新的模块化纳米发电机,可以从各种不同类型的运动中收集能量,例如海浪或人的身体运动。新装置是一种摩擦纳米发电机(TENG),通过摩擦产生电力。这些系统已经显示出从身体运动、触屏点击、地板上的脚步声,甚至是太阳能电池上滚动的雨滴中收集能量的前景。

  但正如中大团队所言,TENG的一个主要局限性是,它们需要固体表面长时间保持接触,这可能很难持续。另外,随着时间的推移,它们可能会相互损坏。

  对于新设备,研究人员挖掘了固体和液体之间的摩擦力。他们在一根手指大小的塑料管中装满了去离子水,当这些水在两个电极之间滑动时,可以产生电力。该团队将由此产生的装置称为水管式摩擦纳米发电机(WT-TENG)。

  由于水可以更容易地与电极保持接触,该团队表示,WT-TENG具有更高的输出体积电荷密度。他们报告说,在频率低至只有0.25Hz的情况下,每立方米达到9 mC / m3。这本身并不是很多,但这些单元是模块化的,因此它们可以组合成更大的发电机。

  该团队表示,这种设计有几个优势。它们不仅不需要任何其他运动部件,如弹簧或转子,而且它们可以从一系列不同的运动中收集能量。该团队测试了它们在旋转、摆动、跷跷板和侧向运动中的发电能力,发现它们在所有运动中都能很好地工作。这表明,它们可以从各种来源收集能量,如安装在车辆上的设备、漂浮在海浪上的设备或利用用户身体运动的可穿戴设备。

  在实验中,该团队测试了其中的后两种设置。在其中一个实验中,34个WT-TENG单元被组合成一个盒子,漂浮在海面上采集波浪能;而在第二个实验中,该团队用10个WT-TENG制作了一个腕带。两种设置所产生的电力足以为150个LED灯供电。

  “以往的海洋能量采集器设计都是配备电磁式发电机,体积大、重量大,只有当海洋波浪的频率达到一定高度时才能发电。”该研究的通讯作者訾云龙说。“我们的最新研究攻克了技术难关,将推动纳米发电机的应用,特别是在‘蓝色能源’采集方面,为可再生能源的发展提供了新的方向,实现碳中和。”

  该研究发表在《先进能源材料》杂志上。

本文由程序自动从互联网上获取,其版权均归原作者所有,文章内容系原作者个人观点,不代表本站对观点赞同或支持。如有侵权,请联系删除。