Исследовательская группа под руководством ученых из Городского университета Гонконга (CityU) разработала новую форму генератора электроэнергии на основе капель воды (DEG).
Электрогенератор DEG имеет структуру, подобную структуре транзистора: обеспечивает очень высокую эффективность преобразования энергии. Его мгновенная плотность мощности увеличена в тысячи раз по сравнению с электрические генераторы с другой структурой.
Этот новаторский результат может помочь продвинуть научные исследования в области гидроэнергетики.
Результат - результат совместных усилий трех университетов в США, Китае и Гонконге. Если быть точным, то его провел профессор Ван Цуанкай кафедры машиностроения СитиУ. Профессор сотрудничал с ним Цзэн Сяочэн из Университета Небраски-Линкольна, США. Затем профессор разработал третью фазу проекта. Ван Чжунлинь, директор-основатель и главный научный сотрудник Института наноэнергетики и наносистем Китайской академии наук в Пекине.
Их открытие была опубликована в последнем номере престижного научного журнала Nature. с названием «Капельный генератор электроэнергии с высокой мгновенной плотностью мощности».
Как работает электрический капельный генератор DEG
La фигура Это принципиальная схема ДЭГ, генератора капельной энергии: предметное стекло, покрытое оксидом индия и олова (ITO) и обернутое тонкой пленкой тефлона (ПТФЭ), а поверх него помещен алюминиевый электрод. Кроме того, капли воды действуют как затвор транзистора и замыкают цепь, когда попадают на поверхность стекла. Там фигура б Это изображение, показывающее четыре параллельных устройства ДЭГ, изготовленных на стеклянной подложке.
Разница с другими генераторами
Обычный генератор энергии капель, основанный на трибоэлектрическом эффекте, может генерировать электричество, индуцируемое контактной электризацией и электростатической индукцией, когда капля ударяется о поверхность. Однако количество заряда, генерируемого на поверхности, ограничено межфазным эффектом, в результате чего эффективность преобразования энергии довольно низка.
Чтобы повысить эффективность преобразования, исследовательская группа потратила два года на разработку DEG. Его мгновенная плотность мощности может достигать до 50,1 Вт / м2. Оно В ТЫСЯЧИ РАЗ ВЫШЕ, чем у ПОХОЖИХ устройств, да и эффективность преобразования энергии тоже существенно выше.
Профессор Ван отметил, что для изобретения решающее значение имеют два фактора:
- Непрерывные капли, падающие на ПТФЭ, материал с почти постоянным электрическим зарядом, обеспечивают новый путь накопления и хранения поверхностных зарядов высокой плотности.
- Когда капли воды постоянно ударяются о поверхность ПТФЭ, образующийся поверхностный заряд накапливается и постепенно достигает насыщения.
Это новое открытие помогло преодолеть все проблемы предыдущих генераторов.
Исследования показывают, что одна капля воды, брошенная с высоты 15 см, может генерировать напряжение более 140 В, которое может освещать 100 небольших светодиодных фонарей.
Профессор Ван выразил надежду, что результаты этого исследования помогут использовать водную энергию для решения глобальной проблемы нехватки возобновляемой энергии. Он считает, что в долгосрочной перспективе новую конструкцию можно будет применять и устанавливать на различных поверхностях, соприкасающихся между жидкостями и твердыми телами. Таким образом, можно будет полностью использовать низкочастотную кинетическую энергию воды.
Пример? Сколько ты хочешь? Поверхность корпуса парома, зонтик, оконное стекло и даже внутренняя часть бутылок.
