Generaal

Hierdie nuwe toestel kan elektrisiteit genereer deur menslike beweging


U sal nooit weer 'n laaier hoef te dra nie, maar u telefoon sal energie uit u klere en die omgewing put. Dit is die potensiaal van 'n nuwe toestel wat ontwikkel is by die Vanderbilt Universiteit se Nanomaterials and Energy Devices Laboratory.

Met behulp van batterytegnologie en lae swart fosfor genereer die nuwe toestel klein hoeveelhede elektrisiteit as dit gebuig of ingedruk word. Die fosfor wat slegs 'n paar atome dik is, kan die elektrisiteit opwek, selfs teen uiters lae frekwensies in lyn met die mens se beweging.

[Beeldbron: John Russell / Vanderbilt]

Assistent professor in meganiese ingenieurswese, Cary Pint, wat die navorsing gelei het, het gesê: 'In die toekoms verwag ek dat ons almal laaiplekke vir ons persoonlike toestelle sal word deur energie direk uit ons bewegings en die omgewing te haal.'

[Beeldbron: John Russell / Vanderbilt]

Die bevindings is gepubliseer in 'n referaat getiteld "Ultralow Frequency Electrochemical Mechanical Strain Energy Harvester using 2D Black Phosphorus Nanosheets" in die aanlynjoernaal ACS Energiebriewe.

Die inname van energie uit omgewingsbronne is 'n groeiende wetenskapsterrein. Die veld bevat toestelle wat energie kan trek uit temperatuurvariasie, stralingsenergietoestelle wat energie vang van lig en elektrochemiese toestelle wat biochemiese reaksies tik.

Die werk wat deur Pint en sy span gepubliseer is, het twee duidelike voordele, verduidelik Pint: "In vergelyking met die ander benaderings wat ontwerp is om energie uit menslike beweging te oes, het ons metode twee fundamentele voordele. Die materiale is atoomdun en klein genoeg om in tekstiele geïmpregneer te word. sonder om die weefsel se voorkoms of gevoel te beïnvloed en dit kan energie onttrek uit bewegings wat stadiger is as 10 Hertz - 10 siklusse per sekonde - oor die hele bewegingsvenster met lae frekwensie wat ooreenstem met die menslike beweging. '

[Beeldbron: Nanomaterials and Energy Devices Laboratory / Vanderbilt]

Dit is baie uitdagend om energie teen lae frekwensie op te neem. Baie ander eksperimente kon nie toestelle skep wat effektief onder 100 hertz werk nie, wat hul doeltreffendheidskoerse tussen 5-10 persent selfs onder optimale toestande laat bereik.

Die swart fosfor-toestel, aan die ander kant, kan met meer as twee keer die doeltreffendheid werk. "Ons stroper word bereken dat dit meer as 25 persent doeltreffend kan werk in 'n ideale toestelkonfigurasie, en die belangrikste is om energie te oes gedurende die hele duur van selfs stadige bewegings van mense, soos sit of staan," het Pint gesê.

[Beeldbron: John Russell / Vanderbilt]

Die navorsingspan het die afgelope drie jaar gevorderde batterystelsels ondersoek en spesifiek die vermoëns van batterye om te buig en te rek. Die groep was die eerste om navorsing aan te bied wat die spanningveranderings in batterye demonstreer as dit onder spanning geplaas word. Onder spanning styg die spanning en onder kompressie daal die spanning weer. Van hier af het die span batterye begin rekonstrueer met sowel positiewe as negatiewe elektrode wat van dieselfde materiaal gemaak is. Alhoewel dit verhoed dat die toestel energie kan stoor, kan dit die spanningsveranderings wat deur die spanning van buiging en draai daarop toegepas word, volledig aangaan.

Hierdie idee is toe omskep in die huidige toestel wat getoets word en is vervaardig uit die ultra dun swart fosfor. Hierdie materiaal is perfek vanweë sy aantreklike elektriese, optiese en elektrochemiese eienskappe.

Die navorsers gee toe dat hulle 'n entjie laer is as die laaimateriaal vir selfone, en die nuutste deurbrake bied die boublokke vir sulke toepassings. Die tegnologie kan ook 'n lae spanning LCD-skerms aandryf.

Bronne:TechExplore, NewElectronics, Vanderbilt

SIEN OOK: Hierdie toestel kan u emosies lees deur draadlose seine te gebruik


Kyk die video: Learn Spanish: 5 hours of Spanish Phrases (Julie 2021).