科学家开发微小的可穿戴式风力发电机 从扇动的塑料条中收集能量

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科学家开发微小的可穿戴式风力发电机 从扇动的塑料条中收集能量

中国科学院的研究人员开发了一种新型的可穿戴式电动发电机,它可以在人们行走时从风中收集能量。研究团队表示,它的成本低,效率高,足以为小型传感器和LED供电。虽然它与风一起工作,但它不完全是一个涡轮机。相反,这种发电机通过类似于产生静电的机制来收集能量。

在这种情况下,活性成分是管中的两根塑料条。当空气流过管子时,条状物就会扇动并拍打在一起,捕捉并储存能量。该团队表示,这种纳米发电机可以在3.6英里/小时(5.8公里/小时)的温和风速下工作,测试显示,它可以在人行走时附着在手臂上工作。也就是说,它在8.9至17.9英里/小时(14.3至28.8公里/小时)的风速下工作得最好,所以也许它更适合在自行车上使用。

该团队表示,该设备的风能转换效率为3.23%。这比其他从风中搜刮能量的设备要高,但与更专用的风能收集器相比,还差得很远。举例来说,虽然不能用苹果来比较,但一台普通的老式风力发电机的效率在50%左右。

因此,新的纳米发电机将更适合小型设备。优化后的版本可以输出175 V的电压、43 μA的电流和2.5 mW的功率,这足以为小型温度传感器或100个LED阵列供电。

这种新设计有朝一日可以为新型可穿戴纳米发电机提供信息,为小型电子设备供电。其他概念包括可以从摩擦中收集能量的织物,以及其他可以同时利用阳光和运动的织物,以及可以从弯曲手指中收集能量的金属片。最终,该团队计划尝试扩大该技术的规模,以产生更多的电力,甚至可能是电网规模–尽管在这一阶段之前还有很多工作要做。

“我希望将该设备的规模扩大到1000瓦,因此它与传统的风力涡轮机具有竞争力,”该研究的高级作者杨亚说。“我们可以把这些装置放在传统风力发电机无法到达的地方。我们可以把它放在山上或建筑物的顶部,以实现可持续能源。”

该研究发表在《Cell Reports Physical Science》杂志上。该团队在下面的视频中演示了该装置。

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