科學家研制出一種新型摩擦生電納米發(fā)電機
美國阿拉巴馬大學亨茨維爾分?茖W家研制出了一種新型摩擦生電納米發(fā)電機,可為小型設備供電。該發(fā)電機使用石灰石膩子發(fā)電,與傳統(tǒng)摩擦發(fā)電方法相比,能節(jié)省大量成本。相關論文發(fā)表于最新一期美國化學會《ACS Omega》雜志。
研究示意圖 摩擦生電納米發(fā)電機于2012年首次面世,是一種將機械能或熱能轉(zhuǎn)化為電能的小型設備,用于小型無線自主設備,如可穿戴電子設備、狀態(tài)監(jiān)測和無線傳感器網(wǎng)絡。典型的使用場景包括心臟監(jiān)測儀植入物、農(nóng)場動物佩戴的生物芯片轉(zhuǎn)發(fā)器、在輪胎壓力低時提醒駕駛員的傳感器等。 摩擦生電納米發(fā)電機通過行走、振動、輪胎轉(zhuǎn)動、風吹或水流等運動,使兩個物體相互接觸或移動摩擦時,在它們之間傳遞電荷,從而為設備產(chǎn)生電力,這些方式對環(huán)境的影響都很小。 研究人員指出,現(xiàn)有摩擦生電納米發(fā)電機使用昂貴的基于納米技術的方法制成,還要用到一些特殊設備,而他們研制的設備使用雙面膠帶或石灰石膩子等黏性材料來產(chǎn)生電荷,只需簡單的工藝技術,因此更具成本效益,也更容易制造。 此外,與現(xiàn)有設備相比,新設備使用了金屬化聚酯片,這也擴展了其工作頻率帶寬。這一點意義重大,因為一些小型能量采集設備,如健康監(jiān)測和可穿戴外骨骼系統(tǒng),需要更寬的頻帶來收集人體運動的能量。研究人員指出,普通的摩擦生電納米發(fā)電機的工作頻率低于10赫茲,而新設備的工作頻率高達80赫茲。 研究團隊計劃開展進一步研究,探索利用大理石、砂巖和月壤等不同礦物制造摩擦生電納米發(fā)電機的可能性。 |