使用柔性海藻状纳米发电机开发海浪再生新能源 - 海洋能源开发设备

[复制链接]
% r8 E( S0 u# A8 P7 B. t

使用柔性海藻状纳米发电机开发海浪再生新能源

) C7 w s& r: P2 {) q3 L' n
; Z% K1 t9 W6 D' W2 d* M

海浪可以很强大,包含足够的能量在风暴期间推动沙子、鹅卵石甚至巨石。这些波浪,以及更小、更温和的波浪,都可以作为可再生能源的来源。

5 a. ?( v3 i. ?) `( i

研究人员在ACS Nano(“Flexible Seaweed-Like Triboelectric Nanogenerator as a Wave Energy Harvester Powering Marine Internet of Things”)已经开发出柔性的发电机,模仿海藻摆动的方式,有效地将表面和水下波浪转化为电能,为海洋提供动力。

; V3 I& H( Q3 y2 M1 r' L
x4 g& b5 m* \. g6 a" T2 N% ?" E

在许多沿海地区,传感器网络收集有关水流、潮汐和清晰度的信息,以帮助船舶航行和监测水质。这种“海洋物联网”主要由必须不时更换的电池供电,既费时又费钱。可以使用风能和太阳能,但它们不适合水下应用。

; l; H. e6 ~: j+ w: v$ x# [

为了利用海洋的持续运动作为可再生能源,研究人员最初开发了漂浮装置,使用旋转磁铁将波浪能转化为电能。但是这些设备效率低下,波浪频率较低,例如在水下发现的波浪。

1 q! A4 J; h6 }9 M: C

摩擦纳米发电机 (TENG) 依靠接触的表面产生静电,由于它们能够有效地收集低频、低振幅的波能,因此可能是应对这一挑战的一种方式。因此,Minyi Xu、Zhong Lin Wang 和同事受到海底植物的启发,创造了柔性 TENG。

# {# r1 i& Z7 I

研究人员希望复制海藻股的振动方式,为可弯曲的摩擦电表面充电,将波浪的运动转化为电能,为漂浮和水下海洋传感器提供动力。

' Q* R5 Z6 r1 G/ Z. \' k

为了制造摩擦电表面,研究人员在导电油墨中涂覆了两种不同聚合物的 1.5 英寸 x 3 英寸长条。然后在条带之间塞入一块小海绵,形成一个薄薄的气隙,然后将整个单元密封起来,形成一个 TENG。

& B& F/ @1 K/ X8 i4 y1 j

在测试中,当 TENG 在水中上下移动时,它们会前后弯曲,从而发电。当研究人员将 TENG 置于与沿海地区水下发现的水压相似的水压中时,他们发现两种导电材料之间的气隙减小。

# h& M: h% {. p9 g6 v
2 {' M4 U V" S

然而,这些设备仍会产生 100 kPa 压力的电流——与通常存在于 30 英尺水深的压力相同,在那里几乎没有水下波浪运动。最后,研究人员使用波浪水箱证明多个 TENG 可用作微型水下发电站,为温度计、30 个 LED 或闪烁的微型灯塔 LED 信标提供能量。

+ C0 h0 t1 R/ b8 }# R2 C

研究人员表示,他们的海藻状 TENG 可以减少沿海地区对电池的依赖,包括对海洋传感器的依赖。

! Y" u+ L% F9 B0 i$ d! ~" ] : M8 }2 y( o" I: {# f; J4 n4 L' j) n2 \ + o9 L0 I5 F h0 L. Q c- I. ?9 `+ [# t. F" |0 L. w

相关帖子

全部回帖
暂无回帖,快来参与回复吧
懒得打字?点击右侧快捷回复 【吾爱海洋论坛发文有奖】
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册
三观道人
活跃在2025-1-26
快速回复 返回顶部 返回列表