走路帶風？別浪費，轉化成電能試試

2020-09-26 科技工作者


摩擦電納米發電機的有效工作風速可低至1.6 ms−1，風能轉換效率高達3.23%。

大部分陸地風都比較柔和，無法推動商業風力渦輪機的葉片。

《電池報告物理科學》雜誌當地時間9月23日報導，中國科學院北京納米能源與納米系統研究所的研究人員Ya Yang等設計了一種「微型風力渦輪機」，它可以將微風風能轉化為電能——微風的風力與步行產生的「習習微風」差不多。

從技術上講，這一新裝置並不是渦輪機，而是一種納米發電機。裝置的管體內有兩根塑料條，當有氣流流過時，塑料條會顫動或拍擊，並在分離後帶電（摩擦電效應）。由塑料條產生的電能被收集、儲存，成為可用電能。

Yang說：「利用這個裝置，你可以收集日常生活中的所有微風。有一次，我們把納米發電機放置在一個實驗員的手臂上，他擺動手臂帶動的氣流就足以發電。」

Yang表示，風速每秒1.6米的微風就能驅動摩擦電納米發電機產生電能。當風速達到4~8米/秒時，納米發電機的性能最佳——在這一速度區間，兩根塑料條能夠同步擺動。摩擦電納米發電機的風能轉換效率高達3.23%，這一數值創造了新的風力回收性能記錄。

目前，新裝置已經可以為100個LED燈和溫度傳感器供電。

「我們的目標並非是要取代現有風力發電技術。相反，我們希望解決傳統風力渦輪機無法處理的問題。」Yang說，「風力渦輪機需要使用線圈和磁鐵，成本是固定的。而我們的新裝置可以由相對低成本的材料製成，也可以安全地應用於自然保護區或城市，因為它沒有旋轉結構。」

Yang表示，他們的下一步計劃包含兩方面：（1）縮小納米發電機尺寸；（2）使納米發電機的功能更加強大。此前，Yang團隊已經設計了一種硬幣大小的納米發電機。但他仍想進一步縮小發電機尺寸，以便使其與手機等小型電子設備融合，提供持續電能。

除此之外，Yang還希望將該裝置功率擴大到千瓦級別，使其能夠被放置於傳統風力渦輪機無法觸及的地點，從而更好地與傳統風力渦輪機競爭。

編譯：德克斯特 審稿：西莫 責編：陳之涵

期刊來源：《電池報告物理科學》

期刊編號：2666-3864

原文連結：https://www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200923124720.htm

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