New nano-device could mean your run could power your electrical wearables
图片来源:萨里大学

得益于萨里大学开发的一项新纳米技术,你的清晨跑步很快就能收集到足够的电力来为你的可穿戴设备供电。

萨里先进技术研究所 (ATI) 开发了高能效、灵活的纳米发电机,其发电量提高了 140 倍与传统的纳米发电机相比。ATI 研究人员认为,这一进展可以为与当今太阳能电池一样高效的纳米设备铺平道路。

研究结果是发表在日记中纳米能源

萨里的设备可以将少量的日常机械能(例如运动)转换为大量的电能,类似于放大器在电子系统中增强声音的方式。例如,如果传统的这种新产品可产生 10 毫瓦的电力可以将输出增加到 1,000 毫瓦以上,使其适合各种日常应用中的能量收集。

ATI 的纳米发电机的工作原理就像一个接力队,而不是一个电极(跑步者)自行传递能量(电荷)。每个跑步者都会收集一根接力棒(电荷),添加更多接力棒,然后将所有接力棒传递给下一个跑步者,从而提高在称为电荷再生效应的过程中收集到的总体能量。

萨里大学这项研究的主要作者德洛瓦尔·侯赛因博士说:“纳米发电机的梦想是捕获和利用日常运动中的能量,比如晨跑、机械振动、海浪或开门。

“我们纳米发电机的关键创新在于,我们使用激光技术对 34 个微型能量收集器的技术进行了微调,可以扩大生产规模,进一步提高能源效率。

“真正令人兴奋的是,我们具有高能量收集密度的小型设备有一天可以与太阳能电池板的功率相媲美,并且可以用于运行从自供电传感器到无需更换电池即可运行。”

该设备是一种摩擦纳米发电机 (TENG),可以捕获日常简单运动产生的能量并将其转化为电能。它们的工作原理是使用接触时带电的材料,然后分离,就像你用气球摩擦头发一样,气球会因静电而粘住。

萨里大学这项研究的合著者 Bhaskar Dudem 博士表示:“我们很快将成立一家公司,专注于使用摩擦电技术开发自供电、非侵入式医疗保健传感器。此类创新将使我们能够推动可持续健康技术领域的新衍生活动,提高敏感性并强调工业可扩展性。”

该研究的合著者、萨里大学先进技术研究所所长 Ravi Silva 教授表示:“随着我们周围的技术不断增长,预计我们将拥有超过 500 亿个物联网 (IoT))未来几年需要能源供电的设备。

“需要本地绿色能源解决方案,这可能是一种方便的无线技术,可以利用任何机械运动的能量为小型设备提供动力。它为科学和工程界提供了一个机会,以找到应对全球挑战的创新和可持续解决方案。”

“我们对这些纳米发电机改变我们对能源的看法的潜力感到非常兴奋。您还可以想象这些设备被用于基于物联网的自供电智能系统,例如自主无线操作、安全监控和智能家居系统,或者甚至在支持痴呆症患者方面也是如此,萨里大学在这一领域拥有丰富的专业知识。”

更多信息:Md Delowar Hussain 等人,探索基于叉指阵列电极的 TENG 中的电荷再生效应,以将功率密度提高 100 倍以上,纳米能源(2024)。DOI:10.1016/j.nanoen.2024.110112

引文:具有更高功率密度的柔性纳米发电机有一天可能会与太阳能电池板的功率相媲美(2024 年,8 月 22 日)检索日期:2024 年 8 月 22 日来自 https://techxplore.com/news/2024-08-flexible-nanogenerator-power-密度-day.html

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