当前位置: 能电机 >> 能电机优势 >> 蓝色能源摩擦纳米发电机,随便动一动就
海洋占地球70%的面积,为地球上最大的能量储存体,如果能够善加利用庞大的蓝色能量,便是另一条可再生能源的新途径。
通常我们想到的海洋能量,可能首先会想到的是潮汐能、波浪能等能源,一般不会把它跟摩擦发电联想在一起,但香港中文大学机械与自动化工程学系的助理教授ZiYunlong表示,海洋能系统往往依赖庞大而笨重的电磁发电机,而且海浪要达到较高的频率才能产生电力。
但是只要在水中都会有阻力,比如在游泳的时候,就会遇到来自水波、身形与水、以及表面摩擦等的阻力,游得越快、其阻力也就越大,自然会有摩擦力产生,香港中文大学便瞄准在水中的摩擦力,研发出了摩擦纳米发电机(TriboelectricNanogenerator,TENG)。
摩擦纳米发电机以摩擦为能量来源,主要是利用摩擦起电和静电效应,把两种材料相互摩擦时的机械能转换为电能。
不过通常摩擦纳米发电机都是指固体跟固体间的摩擦,中文大学团队认为这有几项缺点,包括很难维持两个材料的紧密性、降低电荷密度,以及摩擦后的设备磨损,并且如果想要收集不规律的振动能量,还要加装弹簧、支架等零部件,会让结构更加复杂、影响其发电效率。
对此,团队们针对不规律和低频环境,例如水面上的海浪,开发出了水管式摩擦纳米发电机(WT-TENG),将水封装在手指大小的胶管(FEP)中,当水与胶管的电极区域摩擦时,便会产生电流,而且由于水和胶管之间可以紧密接触,不会出现电荷体积密度不足的问题。经过测试,WT-TENG的输出体积电荷密度在0.25Hz的低频率下达到9mC/m3。
团队的这项设计采用的是模块化设计,可以像搭积木一样,拼合堆叠成大型的发电设备,研究团队也加以测试了两种组合设备,分别是测试装有34个WT-TENG的方形设备,看看它在海上收集海浪能量的性能,以及有10个WT-TENG串起的手环,让测试员戴上以后并不断摆动手臂。
研究指出,高峰发电量都足以点量盏LED灯泡。团队认为,这项研究有助于收集蓝色能源,对人类发展再生能源,实现碳中和的目标提供崭新的方向。