材料科學家搞出了陰影效應能量發生器

2021-01-21 煎蛋

聽起來像是二流科幻科幻電影裡的創意,但最新推出的陰影效應能量發生器(SEG)是真實存在的科技產品。這一迷人概念可以幫助我們變革家庭可再生能源的製造方式。

SEG利用黑暗與光明之間的對比來發電。它的矽片上有一系列金膜細條,作為核心組件置於柔性塑料底座的頂部上。

以往,對於太陽能來說,陰影通常是一個問題,但實際上,陰影原本也可被利用來發電。該技術的開發者稱,陰影發電的生產成本比典型的太陽能電池便宜,雖說產生的電能很小,但可用於行動裝置。

新加坡國立大學(NUS)的材料科學家Tan Swee Ching說:「陰影無處不在,我們經常認為它們是理所當然的。在傳統的光伏或光電應用中,使用穩定的光源為設備供電,陰影是被嫌棄的,因為會降低發電效率。在這項工作中,我們充分利用了由陰影引起的照明對比度,將其作為間接的動力來源。照明對比度會在陰影和明亮區間產生電壓差,從而產生電流。這種新穎概念是前所未有的。」

該團隊發現,正是陰影和光線之間的對比度才使SEG裝置真正有效:在陰影變化的情況下,陰影效應能量發生器在相同條件下的效率是傳統太陽能電池的兩倍。

當SEG完全處於陰影中或完全處於光線下時(當條帶兩端的電壓都相似時),它產生的電量非常低,或者根本沒有產生任何電能。

國立大學物理學家Andrew Wee說:「我們還發現,最佳的發電錶面積是SEG電池的一半被照亮而另一半被遮擋,因為這分別為電荷產生和收集提供了足夠的面積。」

SEG還可以兼作傳感器:它可以感知經過它的陰影,而動態的陰影來自物體的運動。例如,最常見的應用就是那種動態感應門,或者用來開啟電器,甚至可以用來創建自供電傳感器。

但是,研究人員還在設法想降低SEG的製造成本——也許是用另一種材料代替黃金。它也可以適用於線下的可穿戴設備。

將來,我們可以發揮出更多的想像力,而依靠化石燃料進行能源生產的需求也就越少。現在可以將陰影添加到替代能源的列表中,和降雪以及外層空間的冷熱溫差發電放到一塊。

該研究已發表在《能源與環境科學》上。

本文譯自 sciencealert,由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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