`

СПЕЦІАЛЬНІ
ПАРТНЕРИ
ПРОЕКТУ

Чи використовує ваша компанія ChatGPT в роботі?

BEST CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонід Бараш

Дождь, приносящий электричество

+44
голоса

Использовать воду, а точнее говоря, дождь, как источник для генерирования электроэнергии, тема не новая, но недавно в этом направлении сделан еще один шаг вперед.

Группа во главе с учеными из Городского университета Гонконга (CityU) недавно разработала электрогенератор на основе капель (Droplet-based Electricity Generator, DEG), оснащенный структурой, подобной полевому транзистору (FET). Система обеспечивает высокую эффективность преобразования энергии и увеличение мгновенной плотности мощности в тысячи раз по сравнению с аналогами без FET-подобной структуры. Об этом наше издание уже давало новость, но разработка столь перспективна, что я решил повторно привлечь к ней внимание читателей. Тем более нашлось видео, иллюстрирующее работу экспериментальной разработки.

Исследованием руководили проф. Ван Джуанькай (Wang Zuankai) из отдела машиностроения CityU, проф. Джэн Сяо Чен (из университета Небраска-Линкольн и профессор Ван Чжун Лин, директор-основатель и главный научный сотрудник Пекинского института наноэнергетики и наносистем Китайской академии наук.

Чтобы повысить эффективность преобразования ученые потратили два года на разработку DEG. Его мгновенная плотность мощности может достигать 50,1 Вт/м2, что в тысячи раз выше, чем у других подобных устройств без использования FET-подобной конструкции. И эффективность преобразования энергии заметно выше.

Профессор Ван из CityU отметил, что для изобретения имелись два ключевых фактора. Во-первых, команда обнаружила, что непрерывные капли, падающие на ПТФЭ (политетрафторэтилен), электретный материал с квазипостоянным электрическим зарядом, обеспечивают новый путь для накопления и хранения поверхностных зарядов высокой плотности. Было зафиксировано, что когда капли воды непрерывно ударяются о поверхность ПТФЭ, генерируемые поверхностные заряды  накапливаются и постепенно достигают насыщения. Это новое открытие помогло преодолеть узкое место низкой плотности заряда, с которым сталкивались в предыдущей работе.

Еще одной ключевой особенностью их структуры является уникальный набор конструкций, аналогичный FET, за который была получена Нобелевская премия по физике в 1956 году, и который в настоящее время стал основным строительным блоком современной электроники. Устройство состоит из алюминиевого электрода и электрода из оксида индия и олова (ITO) с нанесенной на него пленкой из ПТФЭ. Электрод PTFE / ITO отвечает за генерацию, хранение и индукцию заряда. Когда падающая капля воды попадает на поверхность PTFE / ITO и растекается по ней, она естественным образом «соединяет» алюминиевый электрод и электрод PTFE / ITO, переводя исходную систему в замкнутую электрическую цепь.

Благодаря этой специальной конструкции на ПТФЭ может накапливаться высокая плотность поверхностных зарядов в результате непрерывного удара капель. Между тем, когда растекающаяся вода соединяет два электрода, все накопленные заряды на ПТФЭ могут полностью высвобождаться для генерации электрического тока. В результате как мгновенная плотность мощности, так и эффективность преобразования энергии намного выше.

«Наше исследование показывает, что капля в 100 микролитров воды, падающая с высоты 15 см, может генерировать напряжение свыше 140 В. И генерируемая мощность может освещать 100 маленьких светодиодных лампочек», - сказал профессор Ван.

Он добавил, что увеличение мгновенной плотности мощности происходит не за счет дополнительной энергии, а за счет преобразования кинетической энергии самой воды.

Сложно даже переоценить данную разработку. Особенно для регионов, где не так много солнечных дней, но постоянно дождливая погода.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365

+44
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 

Ukraine

 

  •  Home  •  Ринок  •  IТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Мережі  •  Безпека  •  Наука  •  IoT