香港市立大学(CityU)の科学者が率いる研究チームは、新しい形式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。 それは非常に高いエネルギー変換効率を可能にします。 瞬時電力密度は、数千倍に増加します 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の進歩に役立ちます。
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 米国ネブラスカ大学リンカーン校卒業。その後、教授によってプロジェクトの第 3 フェーズが開発されました。 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ディレクター兼主任科学者。
彼らの発見 権威ある科学誌ネイチャー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略図です。スライドはインジウムスズ酸化物(ITO)でコーティングされ、テフロン(PTFE)薄膜で包まれ、その上にアルミニウム電極が配置されています。 また、水滴はトランジスタのゲートとして機能し、ガラスの表面に当たると回路を完成させます。 そこ 図B は、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液滴エネルギー発生器は、液滴が表面に衝突したときの接触帯電および静電誘導によって誘導される電気を発生させることができます。しかし、表面に発生する電荷量は界面効果によって制限されるため、エネルギー変換効率は非常に低くなります。
変換効率を向上させるために、研究チームはXNUMX年間をかけて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、数千倍の時間で、SIMILARデバイスよりも高く、エネルギー変換効率もかなり高いです。
王教授は、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に影響を与える連続的な液滴は、高密度の表面電荷の蓄積と保存に新しい経路を提供します。
- 水滴が継続的にPTFE表面に当たると、生成された表面電荷が蓄積し、徐々に飽和状態になります。
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。
研究によると、15cmの高さから140滴の水が放出されると、100Vを超える電圧が発生し、XNUMX個の小さなLEDライトを照らすことができます。
ワン教授は、この研究の成果が、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エネルギーを採取するのに役立つことを期待していると述べた。同氏は、長期的には、この新しいデザインは液体と固体が接触するさまざまな表面に適用および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、ボトルの中まで。