研究人员发明了树叶形状的“发电厂”，利用风能和雨水发电，为清洁能源生产提供了一种新的多源方法。来源:SciTechDaily.com
假植物要进入21世纪了!科学家们发明了一种小型的叶状装置，可以利用风雨发电。最近发表在ACS可持续化学与工程杂志上的一项研究详细介绍了这些字面上的“发电厂”。该团队通过将能量收集器整合到人造植物中来测试它们。
自然界可以通过几种方式产生电能。例如，太阳能电池板转换来自太阳的光能，风力涡轮机转换流动空气的动能。但这些方法通常依赖于单一来源，因此只有在该来源可用时才有效。例如，太阳落山后太阳能电池板就不能工作了，风平浪静的日子也不会产生太多的风能。
这个“发电厂”的特点是米黄色的叶子形状的发电机，可以从微风和落下的雨滴中获取能量。来源:改编自ACS可持续化学与工程，2024,DOI: 10.1021/acssuschemeng.3c03620
最近，多源能量采集器作为一种从不同的可再生能源中捕获能量的方法出现在一个设备中，最大限度地提高了潜在的输出。因此，Ravinder Dahiya和他的同事们想要创造一种多源能量收集器，它可以从风和雨中产生能量。
设计与功能能量采集器的质量
该团队建造了两种不同类型的能量收集器:一种是摩擦电纳米发电机(TENG)，用于从风中捕获动能，另一种是基于液滴的能量发电机(DEG)，用于从落下的雨滴中收集能量。TENG由一层尼龙纳米纤维夹在聚四氟乙烯层和铜电极之间组成。聚四氟乙烯层通常被称为Teflon?。
当这些层相互挤压时，就会产生静电荷并转化为电能。聚四氟乙烯也被用来制作DEG，它是防水的，上面覆盖着导电织物作为电极。当雨滴击中其中一个电极时，就会引起电荷的不平衡，产生小电流和高电压。在最佳条件下，TENG产生252伏特，DEG产生113伏特，但只持续很短的时间。
该团队将DEG安装在TENG上，并将叶片形状的DEG植入人工植物中。当叶片形状的发电机暴露在模拟自然风雨的条件下时，它们会在短时间内为10个LED灯供电。研究人员说，这种概念验证的“发电厂”装置可以进一步发展成更大的发电厂系统或网络，以从自然资源中生产清洁能源。
参考文献:《利用风和雨水水滴发电的纺织和工厂的多源能量收集器》，作者:Min Guanbo, Gaurav Khandelwal, Abhishek Singh Dahiya, Shashank Mishra, Tang Wei和Ravinder Dahiya, 2024年1月2日，ACS可持续化学与工程。DOI: 10.1021 / acssuschemeng.3c03620
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