广告

新材料使摩擦产生的电能提升400倍,并可回收

2023-01-29 15:39:36 墨尔本大学 阅读:
研发团队的研究表明,新材料摩擦中产生的电能比以前从这些材料中产生的电能多 400 倍左右。由于我们总是可以通过使用更细的纤维来引入更多的接口,因此这种类型的能源生产具有很强的可扩展性。

自古希腊以来,人类就知道如果将两个物体接触,就会产生少量的电。例如我们可以用头发摩擦气球将其粘在天花板上。P11ednc

墨尔本大学研发团队在Small杂志上发表了针对摩擦省电收集与应用的新研究,该研究发现了如何在材料中非常微小的纤维层之间制造最佳能量产生。P11ednc

P11ednc

每根细小的纤维都比人的头发细约 100 倍。它们由具有相同单元的重复链的聚合物组成。在这种情况下,研发团队使用了聚合物乙烯-醋酸乙烯酯(除其他用途外,它使跑鞋具有“弹性”)和聚乳酸——恰好来自运动后引起肌肉痉挛的相同酸。P11ednc

研发团队以一种非常特殊的方式将两种不同类型的纤维交替成层,以制造“层压板”。这些层压板由许多堆叠的微观层组成,每个层压板贴片由数万根纤维组成。P11ednc

只要纤维层周围有任何运动,每层之间的摩擦就会产生电能。P11ednc

研发团队改变了这些纤维层的大小和质地,并以非常特殊的方式对它们进行排序,以优化摩擦和接触带电,并最终产生最大电荷。P11ednc

研发团队的研究表明,通过使用这种顺序,可以从运动中产生的电能比以前从这些材料中产生的电能多 400 倍左右。由于我们总是可以通过使用更细的纤维来引入更多的接口,因此这种类型的能源生产具有很强的可扩展性。P11ednc

这在有大量运动的地方具有令人兴奋的潜在应用,但现在它的规模非常小——例如,利用人体运动为智能手表供电或为起搏器等植入式设备充电。P11ednc

例如,在生物医学领域,有可能从流经动脉或静脉的血液中获取能量,以保持胰岛素泵运行更长时间。P11ednc

这种能力在传感领域也非常强大,特别是如果需要测量来自环境的非常小的振动,例如监测轻微的地震活动或水流变化,或者为您不在的偏远地区的传感器供电多晒太阳。P11ednc

在这些情况下,我们不能使用太阳能电池或轻易更换电池。能够仅从地面的振动中收集能量以保持互联网和其他关键基础设施的正常运行具有巨大的潜力。P11ednc

P11ednc

这种发电层压板的发电量是其他材料的400倍。图片来源:墨尔本大学P11ednc

据墨尔本大学介绍,该研究是与拉脱维亚里加技术大学的 Andris Sutka 教授合作完成的,使用一种称为静电纺丝的工艺来制造聚合物纤维。通过调整静电纺丝工具,他们能够调整纺出的聚合物及其厚度。P11ednc

该研究的挑战之一是排序和控制聚合物层如何相互作用。控制每根纤维相对于另一根纤维的振动方式非常棘手,如果顺序错误,产生的电能就会抵消。P11ednc

另一个挑战是聚合物非常柔软,很容易变形。因此,当研发团队试图查看材料内部以评估结构时,它们可能会熔化或破裂。这使得对材料进行表征变得困难,并且创建这些微型聚合物层压板的过程非常缓慢。P11ednc

古老问题的现代解决方案

尽管存在这些挑战,但自古希腊人首次了解电荷以来,我们已经取得了长足的进步。P11ednc

研发团队过去三年的研究着眼于塑料以及如何控制化学影响电荷。P11ednc

目前研发团队只研究了数百种塑料中的两种,未来将研究更多。P11ednc

产生的能量更有可能在其源头得到利用,因此在传输过程中不会损失这种微小但宝贵的能量。在声能收集方面也有潜在的应用——从人们的谈话和振动中收集能量。P11ednc

这一发现的变革潜力令人兴奋,尽管还需要几年时间,因为我们会更多地了解如何利用小运动的能量来推动大进步。P11ednc

Demi Xia编译P11ednc

责编:Demi
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 用水泥和炭黑制造储能超级电容器 一项新的研究表明,人类最普遍的两种历史材料,水泥和炭黑(类似于非常细的木炭),可能会成为新型低成本储能系统的基础。该技术可以在可再生能源供应出现波动的情况下使能源网络保持稳定,从而促进太阳能、风能和潮汐能等可再生能源的使用。
  • 一种用于电路板回收的新基材:遇水能溶 英国的Jiva Materials公司开发了一种新型的PCB基材Soluboard,这种基材是由天然纤维包裹在一种无卤的聚合物中制成的,与行业内经常使用的FR-4基材不同,这种材料只要在90摄氏度左右的热水中浸泡30分钟,就可以分层溶解···
  • 美国公司声称发现室温超导材料,被授予了高于室温的第二 位于美国佛罗伦萨州的Taj Quantum的公司在社交媒体宣布,被授予了高于室温的第二类超导体专利。据称,这种独特的 II 型超导体(专利号:17249094)可在较宽的温度范围内工作,包括远高于室温的温度,从约 -100° F (-73° C) 到约 302° F (150° C) - 这是一种特性这在超导体世界中并不常见。
  • 机器人版的ChatGPT,谷歌新模型泛化能力大幅提高 7月28日,Google DeepMind宣布以训练AI聊天机器人的方式训练了一款全新的机器人模型Robotic Transformer 2(RT-2),这是一种新颖的视觉-语言-动作(VLA)模型,可以从网络和机器人数据中学习,并将这些知识转化为机器人控制的通用指令。
  • 俄罗斯“贝加尔湖”基准测试对比英特尔和华为芯片,惨败 俄罗斯服务器处理器 Baikal-S 的开发人员将其性能与美国和中国的同类芯片进行了比较。涉及六个流行指标。
  • 英伟达惨遭背刺,这个SDK让AMD平台也能运行CUDA 近日,AMD正式推出了HIP SDK,这是ROCm生态系统的一部分,基于开源ROCm解决方案,HIP SDK使消费者可以在各类GPU上运行CUDA应用,为专业和消费级GPU提供CUDA支持。
  • 麻省理工发现新型量子磁铁释放电子潜力 研究人员发现了如何控制异常霍尔效应和贝里曲率来制造用于计算机、机器人和传感器的柔性量子磁体。
  • 电池能用三十年?美国Ener Venue称推出革命性电池技术 三元锂离子电池的理论寿命约为800次循环,磷酸铁锂约为2000次,而钛酸锂据说可以达到1万次循环,也就是说常规普通人使用的锂离子电池每天完全充放电三次,最多也就能用上几年的时间。虽然相较于铅酸电池200-300次的循环寿命来说,这已经是很大幅度的提升了,但现在有一家公司宣称他们的电池可以充放电30000次,每天充放电三次,能用30年。
  • 测试中比友商温度低14度,一加天工散热系统怎么做到的? 7月27日,一加在2023年ChinaJoy上发布了全球首创的散热技术,即航天级三维立体散热系统“天工散热系统”,这是一加的又一次新的尝试,让我们一起来了解一下。
  • 万物电气化:探索绿色未来之路 在本文中,我们将重点介绍美国年度脱碳展望(ADP)2022报告中的一些重要发现。本报告着眼于实现净零经济的各种情景。我们在本文中重点关注的方法称为“中心情景”,它遵循到2050年实现净零排放的时间表。
  • 后来居上,美光宣布已出样业界首款HBM3 Gen2内存 7月26日,美光宣布推出业界首款8层24GB HBM3 Gen2内存芯片,是HBM3的下一代产品,采用1β工艺节点,目前该款美光内存芯片正在向客户提供样品。
  • 韩国造世界首个室温超导体,闹剧还是新的未来? 7月22日,韩国的一个科研团队在预印本网站arXiv平台上上传了两篇论文,声称发现了世界上首个常压室温超导体,这种材料是一种改性铅磷灰石名为LK-99,超导临界温度在127摄氏度,即400K以上,而且在常压下就具备超导性。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了