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港城大研發新型發電機 一滴水點亮100盞燈

儀表下游 2020年02月27日 10:09:22 來源:電纜網人氣:11763
  【儀表網 儀表下游】香港城市大學研究團隊成功研發出一款新型液滴式發電機。團隊成員、香港城市大學王鉆開教授介紹,“我們的研究顯示,一滴100微升的水滴由15厘米的高度滴下,可產生超過140伏特電壓,發電機產生的電能足以點亮100盞小LED燈。”
 
  據了解,傳統液滴發電機基于液滴撞擊表面時的摩擦和靜電感應而產生電力,但受表面摩擦電荷數量的限制,這種方式的電能轉化效率較低。而上述研究團隊的兩大關鍵性發現克服了這一問題。
 
  團隊成員、香港城市大學王鉆開教授介紹,這兩大關鍵性發現,一是當水滴持續撞擊可長期帶有電荷的永電體材料聚四氟乙烯(PTFE)時,所產生的表面靜電荷會不斷累積至飽和水平。二是他們研發了一組類似于場效應晶體管的獨特結構,該結構由一個鋁電極和一個表面加上了一層PTFE薄膜的銦錫氧化物(ITO)電極所組成。當水滴撞擊PTFE/ITO表面,并在表面上散開時,由于水是導電的,會“接通”鋁電極和PTFE/ITO兩個電極之間的通路,變成一個可通電的完整電路。基于這項設計,連續不斷的水滴使PTFE上積存了高密度的表面靜電荷。同時,每當水滴接通了兩個電極,所有積存在PTFE上的電荷都全被釋放,產生電流。因此,瞬時功率密度和電能轉化效率都大幅提升。
 
  “我們的研究顯示,一滴100微升的水滴由15厘米的高度滴下,可產生超過140伏特電壓,發電機產生的電能足以點亮100盞小LED燈。”王鉆開表示,這項研究成果可以幫助全球開發更多水資源,未來可以推廣和安裝在不同液體與固體接觸的表面,例如輪船船身、海岸邊甚至雨傘表面,以充分利用低頻的水動能。
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