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中国科学院北京纳米能源与系统研究所首席科学家、中科院外籍院士王中林领衔的团队,成功研发出摩擦发电新能源技术,或将实现诸如人的行走发电、下落雨滴发电、车轮转动发电等那些原本尚停留在理论研究阶段的能源利用方式。
摩擦生电是常识,但如何将这些"摩擦所得"的电利用起来,却是摆在人类面前的一道难题。近日,记者从中国科学院北京纳米能源与系统研究所获悉,该所首席科学家、中科院外籍院士王中林领衔的团队,成功研发出摩擦发电新能源技术,或将实现诸如人的行走发电、下落雨滴发电、车轮转动发电等那些原本尚停留在理论研究阶段的能源利用方式。
记者看到,这种摩擦发电机的基本元件其实就是一小块薄膜材料,将它通过导线与LED灯相连,只要用手捏一下这个薄膜材料,LED灯就会亮起。王中林称之为"一举一动皆能发电"的全新能源供给模式。
"摩擦只是产生了电压,没有电流,就无法使用。"王中林如此解读摩擦电发电机的原理:与传统的电磁感应式发电机和摩擦起电机原理完全不同,这种新技术利用摩擦起电和静电感应效应的耦合,同时配合薄层式电极的设计,实现电流的有效输出。这里有一个简单专业知识需要知道,即电要能做功,也就是"能用",电压和电流两个因素缺一不可。
目前,摩擦发电机输出功率密度已从最初的每平方米仅3.67毫瓦,提高到最高每平方米500瓦。王中林说,他的科研团队还成功克服了摩擦发电机输出电流小、电压高、难以直接给用电器有效充电的缺陷,将输出电流提高到3毫安,最高平均稳定输出功率达1.5瓦,实现对小型电器实时供电。王中林说,或许不久的将来,你只要正常走路,安在你鞋里的摩擦发电机就能随时为你自己随身携带的手机充电。
据悉,相关文章已经发表在3月5日出版的《自然·通讯》上。此前两年,即2012年1月,王中林的团队已成功研发世界首台摩擦发电机,并已经开发出了一些潜在应用系列产品的雏形。王中林说,该研究成果不仅让人们看到摩擦发电机正迅速迈向产业化,更有望从微小能源领域跻身于大规模应用的绿色新能源之列。
甲方有义务提供三通一平,水通、电通、路通及场地平整。甲方没有提供电源,施工中使用发电机,可按签证计取台班费用,此时也应扣减定额含量中的用电消耗量对应的电费。
一、把每台发电机上安装的电压互感器二次侧电压引到整步表上,能过转换开关实现对并机条件的监视,就能并上了。二、并机条件:1、电压相等;2、频率相同;3、相位相同;满足以上三个条件就能实现并机。三、发电机...
1、一般单相异步电动机可以改成发电机,只需在两个绕组间接两个电容即可,2、电机(英文:Electric machinery,俗称“马达”)是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。在电路中...
摩擦电是自然界中最常见的一种现象之一,无论是梳头、穿衣还是走路、开车都能遇到。但摩擦电又很难被收集和利用,因此往往被所忽视。由美国佐治亚理工学院教授王中林领导的研究小组,开发出了一种透明的柔性摩擦电发电机,借助柔性高分子聚合物材料成功地将摩擦转化成为了可供使用的电力。
摩擦电发电机依靠摩擦点电势的充电泵效应,通过聚酯纤维薄片与聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄片的摩擦来产生电力。借助一种分离技术,当摩擦发生时,两层聚合物薄膜之间产生电荷分离并形成电势差,经由外部电路即可形成电流。在摩擦中,聚酯纤维产生电子,聚二甲基硅氧烷则负责接收电子。此外,外部的按压产生的机械形变也能使它们发生摩擦产生电力。
这种摩擦电发电机采用透明的柔性材料制造,未来它将有望取代普遍使用的触摸显示装置。此外,该摩擦电发电机还可以用作高灵敏度压力传感器。研究人员称,这种压力传感器非常敏感,即便是落下的水滴或是飘落的羽毛这样的微小压力也会被准确地“感觉”到,该装置有望在有机电子材料和光电系统中获得应用。
在纳米能源所,王中林团队已开发出旋转式直流摩擦发电机、刹车发电模拟装置、自驱动无线触摸报警器、柔性透明摩擦发电机、碟式宽频摩擦发电机、脚踏式摩擦发电机、潮汐能收集装置等摩擦发电装置。
摩擦电发电机的动力源既可以是已被人们认识的风力、水力、海浪等大能源,也可以是人的行走、身体的晃动、手的触摸、下落的雨滴等从没被人们注意过的环境随机能源,还可以是车轮的转动、机器的轰鸣等。
将来只要正常走路,安在鞋里的摩擦电发电机就能随时为你自己随身携带的手机充电。与工业大规模发电不同,摩擦电发电机可以让运动着的每个人都“发电”,可以让司空见惯的摩擦、挤压、坠落等现象都变成发电的动力源。未来,汽车刹车就能发电充电;如果把摩擦电发电机铺在马路上,每一辆驶过的汽车都能参与发电过程。
光滑的表面在相互摩擦时能产生电荷,但这些电荷的数量并不能满足应用的需要。王中林和他的团队通过改变摩擦表面图案的方式来产生更大的电流。研究人员分别对线条、立方体和金字塔三种图案进行了测试,结果发现金字塔图案的表面在摩擦时加速了电荷的形成,更利于电荷的分离,能产生最多的电流,极大地提高摩擦电发电机的效率。
为了制造这种微型摩擦电发电机,研究人员首先借助光刻和蚀刻工艺,用硅片制造出一个模具;而后将液体的PDMS和一种交联剂混合在一起后涂抹到模具上,等待冷却后就形成了一张薄膜;最后再将两种独有金属电极的高分子聚合物薄膜铟锡氧化物(ITO)与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜贴合在一起,形成三明治结构。实验证实这种具有微结构阵列的摩擦电发电机的输出电压可达18伏,每平方厘米可产生0.13微安的电流,峰值电流可达0.7微安。