Artificial 'power plants' harness energy from wind and rain

假植物正在进入21世纪。研究人员开发了名副其实的“发电厂”——一种微小的叶状发电机,利用微风或落下的雨滴发电——并在ACS可持续化学与工程杂志上进行了描述。该团队通过将能量收集器整合到人造植物中来测试它们。

自然界可以通过几种方式产生电能。例如,太阳能电池板转换来自太阳的光能,风力涡轮机转换流动空气的动能。然而,这些方法通常依赖于单一来源,因此,只有当该来源可用时才有效。例如,太阳落山后太阳能电池板就不能工作了,风平浪静的日子也不会产生太多的风能。

最近,多源能量采集器作为一种从不同的可再生能源中捕获能量的方法出现在一个设备中,最大限度地提高了潜在的输出。因此,Ravinder Dahiya和他的同事们想要创造一种多源能量收集器,它可以从风和雨中产生能量。

该团队建造了两种不同类型的能量收集器:一种是摩擦电纳米发电机(TENG),用于从风中捕获动能,另一种是基于液滴的能量发电机(DEG),用于从落下的雨滴中收集能量。TENG由一层尼龙纳米纤维夹在聚四氟乙烯层和铜电极层之间组成。聚四氟乙烯层通常被称为特氟龙。

当这些层相互挤压时,就会产生静电并转化为电能。聚四氟乙烯也被用来制作DEG,它是防水的,上面覆盖着导电织物作为电极。当雨滴击中其中一个电极时,就会引起电荷的不平衡,从而产生电流。在最佳条件下,TENG产生252 V的功率,DEG产生113 V的功率,但只持续很短的时间。

该团队将DEG安装在TENG上,并将叶片形状的DEG植入人工植物中。当叶片形状的发电机暴露在模拟自然风雨的条件下时,它们会在短时间内为10个LED灯供电。研究人员说,这种概念验证的“发电厂”装置可以进一步发展成更大的发电厂系统或网络,以从自然资源中生产清洁能源。

更多信息:闵冠波等,纺织和工厂的多源能源收集器,风能和雨水发电,ACS可持续化学与工程(2024)。DOI: 10.1021 / acssuschemeng。期刊信息:ACS可持续化学与工程由美国化学学会提供引文:人工“发电厂”利用风能和雨水(2024,1月17日)检索自2024年1月17日https://techxplore.com/news/2024-01-artificial-power-harness-energy.html此文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外,未经书面许可,不得转载任何部分。内容仅供参考之用。