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使用海盐发电

想象一下,能够使用诸如海盐和一块布等常见的物体在空气中捕获水分,以发电,甚至用无毒的电池发电,甚至是纸张薄的电池。

使用海盐发电。
助理教授Tan Swee Ching(中心)与Zhang Yaoxin博士(左)和Qu Hao先生(右)一起开发了一种自充电的织物,可从空气水分中产生电力。图片来源:新加坡国立大学

设计与工程学院(CDE)的一组科学家创建了一种新颖的水分驱动发电(MEG)设备新加坡国立大学(NUS)。它由厚约0.3毫米的薄织物层制成,海盐,碳墨水和独特的吸水凝胶。

MEG技术的基础是各种材料通过与大气水分的相互作用而产生电力的能力。欧洲杯足球竞彩

由于有可能进行多种实用应用,例如可穿戴电子产品,例如健康监测器,电子皮肤传感器和信息存储设备,因此该领域一直引起人们的兴趣越来越大。

但是,现有的MEG技术的两个主要问题是,该设备在暴露于环境湿度和低标准电性能时饱和。结果,传统的MEG设备无法产生足够的电力来可持续用电气设备供电。2020欧洲杯下注官网

为了解决这些问题,CDE内材料科学与工程系的研究小组开发了一种新颖的MEG设备,具有两个具有不同特性的区域,这些设备具有不同的特性欧洲杯足球竞彩,可在欧洲杯线上买球整个地区的水分含量持续差异,以创造动力并启用数百个电源小时。助理教授Tan Swee Ching领导了学习团队。

5月26日Th,2022年,《科学杂志》高级材料欧洲杯足球竞彩发布了此技术进步的印刷版。

持久的,自动充电的织物“电池”

碳纳米颗粒涂层的薄片构成了NUS团队的Meg小工具。科学家采用了由聚酯和木浆组成的市售织物进行研究。

湿区是指覆盖有吸湿性离子水凝胶的布面积。由海盐产生的独特吸水凝胶可吸收其初始重量的六倍以上,并用于从大气中吸收水分。

由于其无毒特性,因此选择了海盐作为吸水化合物,并为脱盐植物提供了可持续的选择,以处置生成的海盐和盐水

新加坡国立大学材料科学与工程材料科学与工程助理教授Tan Swee Chi欧洲杯足球竞彩ng欧洲杯线上买球

织物的另一端不包含吸湿性离子水凝胶层,并被归类为干区域。这是为了确保水局限于湿区,干燥区域保持干燥。

将MEG设备放在一起后,当海盐离子分开时,由于水被吸收在潮湿的区域时,产生电力。

带负电荷的碳纳米颗粒以阳性电荷(阳离子)吸收自由离子。欧洲杯猜球平台由于其表面变化,因此在整个织物上创建了电场。由于对表面进行了这些修改,布可以存储电力以供以后使用。

来自NUS的科学家能够使用新型的湿型区域设计在湿区中保持高水分的水分,而干燥区域中的水分含量低。即使湿面积完全浸入水中,这也将保持电气生产。

30天后,在一个暴露的,潮湿的环境中,水仍然存在于湿区域,证明了该设备可以维持电气输出的能力。

借助这种独特的不对称结构,与先前的MEG技术相比,MEG设备的电性能得到了显着改进,从而使许多常见的电子设备(例如健康监测器和可穿戴电子设备)为能源提供动力,”助理谭教授解释说。

团队创建的MEG小工具也表现出显着的灵活性,并可能因扭曲,滚动和弯曲而承受压力。研究人员将织物折叠成折纸起重机,以证明织物的显着灵活性,这并没有损害该设备的整体电气性能。

便携式电源等

MEG设备在缩放和易于访问的原材料方面的简单性允许快速应用。欧洲杯足球竞彩最紧迫的用途之一是使移动设备能够直接由环境湿度作为便携式电源供电。

吸水后,在恒定的环境下,一块1.5 x 2厘米的发电织物可提供高达0.7伏(V)的电力,以超过150小时研究小组成员张Yaoxin博士说。

NUS团队还有效地展示了如何将其新技术扩展到为各种用途发电。NUS团队组装了三个部分的布,以产生电源,并将其放入一个与AA电池的3D打印盒中。

测试了完整的设备的电压并发现高达1.96 V,该电压大于典型的AA电池的1.5 V,并且足以为小型电气设备提供电源,例如闹钟。

由于NUS发明的可伸缩性,可获得商业上可访问的原材料的易于性以及低制造成本约为每平方米0.15美元,因此MEG设备适用于大规模制造。欧洲杯足球竞彩

我们的设备以低制造成本显示出极好的可扩展性。与其他MEG结构和设备相比,我们的发明更简单,更容易扩展集成和连接。我们相信它对商业化拥有巨大的希望,”共享助理教授谭。

科学家打算在提交本发明的专利申请后调查实际应用的可能商业化选择。

期刊参考:

张,Y.,。(2022)一种不对称的吸湿结构,用于水分驱动的卫生产量产生和存储。高级材料欧洲杯足球竞彩doi.org/10.1002/adma.202201228

来源:http://www.nus.sg/

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