香港城市大学 (CityU) の科学者が率いる研究チームは、新しい形の水滴ベースの発電機 (DEG) を開発しました。
DEG発電機は、トランジスターと同様の構造を持っています。 非常に高いエネルギー変換効率を可能にします。 その瞬時電力密度は、 発電機 構造が異なります。
この画期的な成果は、水力発電に関する科学的研究を前進させるのに役立ちます。
その成果は、米国、中国、香港のXNUMXつの大学が共同で取り組んだ成果です。 正確には、それは教授によって行われました ワンズアンカイ CityUの機械工学部門の。 教授は彼と協力しました 曽暁城 アメリカのネブラスカ大学リンカーン校。 その後、プロジェクトの第 XNUMX 段階が教授によって開発されました。 王中林、北京の中国科学院のナノエネルギーおよびナノシステム研究所の創設者兼主任科学者。
彼らの発見 権威ある科学雑誌 Nature の最新号に掲載されました タイトル付き 「瞬時電力密度の高い液滴発電機」。
DEG発電機のしくみ
La 図A は、DEG、液滴エネルギー発生器の概略図です。酸化インジウムスズ (ITO) でコーティングされ、薄いテフロン フィルム (PTFE) で包まれたスライドと、その上にアルミニウム電極が配置されています。 さらに、水滴はトランジスタへのゲートとして機能し、ガラス表面に当たると回路が完成します。 そこには 図B ガラス基板上に作製されたXNUMXつの並列DEGデバイスを示す画像です。
他の発電機との違い
摩擦電気効果に基づく従来のドリップ発電機は、液滴が表面に当たると、接触帯電および静電誘導によって誘導される電気を生成することができます。 しかし、表面で生成される電荷の量は界面効果によって制限され、その結果、エネルギー変換効率は非常に低くなります。
変換効率を改善するために、研究チームはXNUMX年かけてDEGを開発しました。 その瞬間電力密度は最大に達することができます 50,1 W / m 2. これは、類似のデバイスよりも数千倍高く、エネルギー変換効率もかなり高くなります。
Wang 教授は、発明には XNUMX つの重要な要素があると指摘しました。
- ほぼ永久的な電荷を持つ材料である PTFE に衝突する連続した液滴は、高密度の表面電荷の蓄積と保存のための新しい経路を提供します。
- 水滴が PTFE の表面に当たり続けると、発生した表面電荷が蓄積し、徐々に飽和に達します。
この新しい発見は、以前の発電機のすべての問題を克服するのに役立ちました。
調査によると、15cm の高さから放たれた一滴の水が 140V を超える電圧を生成し、100 個の小型 LED ライトを点灯させることができます。
Wang 教授は、この研究の結果が、再生可能エネルギー不足という世界的な問題に対処するために水のエネルギーを収穫するのに役立つことを望んでいると述べました。 彼は、長期的には、液体と固体が接触するさまざまな表面に新しい設計を適用して設置できると考えています。 このようにして、水中の低周波運動エネルギーを最大限に活用することが可能になります。
例？ いくら欲しいですか？ フェリーの船体の表面、傘、窓のガラス、ボトルの内側まで。
