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新型液滴式發電機 一滴水可點亮100盞小LED燈
2020/2/27 6:25:26    新聞來源:科技日報

       記者近日從香港城市大學獲悉,由該校學者領導的研究團隊,成功研發出一款新型液滴式發電機。該液滴發電機設有類似晶體管的結構,使其瞬時功率密度較現時類似的液滴發電機增加數千倍,并大大提升電能轉化效率。這一成果發表于最新一期《自然》雜志上。

據了解,傳統液滴發電機基于液滴撞擊表面時的摩擦和靜電感應而產生電力,但受表面摩擦電荷數量的限制,這種方式的電能轉化效率較低。而上述研究團隊的兩大關鍵性發現克服了這一問題。

團隊成員、香港城市大學王鉆開教授介紹,這兩大關鍵性發現,一是當水滴持續撞擊可長期帶有電荷的永電體材料聚四氟乙烯(PTFE)時,所產生的表面靜電荷會不斷累積至飽和水平。二是他們研發了一組類似于場效應晶體管的獨特結構,該結構由一個鋁電極和一個表面加上了一層PTFE薄膜的銦錫氧化物(ITO)電極所組成。當水滴撞擊PTFE/ITO表面,并在表面上散開時,由于水是導電的,會“接通”鋁電極和PTFE/ITO兩個電極之間的通路,變成一個可通電的完整電路?;謖庀釕杓?,連續不斷的水滴使PTFE上積存了高密度的表面靜電荷。同時,每當水滴接通了兩個電極,所有積存在PTFE上的電荷都全被釋放,產生電流。因此,瞬時功率密度和電能轉化效率都大幅提升。

“我們的研究顯示,一滴100微升的水滴由15厘米的高度滴下,可產生超過140伏特電壓,發電機產生的電能足以點亮100盞小LED燈?!蓖踝昕硎?,這項研究成果可以幫助全球開發更多水資源,未來可以推廣和安裝在不同液體與固體接觸的表面,例如輪船船身、海岸邊甚至雨傘表面,以充分利用低頻的水動能。(記者張強)

 

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