科學家開發微小的可穿戴式風力發電機 從扇動的塑料條中收集能量

2020-09-24 cnBeta

中國科學院的研究人員開發了一種新型的可穿戴式電動發電機，它可以在人們行走時從風中收集能量。研究團隊表示，它的成本低，效率高，足以為小型傳感器和LED供電。雖然它與風一起工作，但它不完全是一個渦輪機。相反，這種發電機通過類似於產生靜電的機制來收集能量。

在這種情況下，活性成分是管中的兩根塑料條。當空氣流過管子時，條狀物就會扇動並拍打在一起，捕捉並儲存能量。該團隊表示，這種納米發電機可以在3.6英裡/小時(5.8公裡/小時)的溫和風速下工作，測試顯示，它可以在人行走時附著在手臂上工作。也就是說，它在8.9至17.9英裡/小時（14.3至28.8公裡/小時）的風速下工作得最好，所以也許它更適合在自行車上使用。

該團隊表示，該設備的風能轉換效率為3.23%。這比其他從風中搜刮能量的設備要高，但與更專用的風能收集器相比，還差得很遠。舉例來說，雖然不能用蘋果來比較，但一臺普通的老式風力發電機的效率在50%左右。

因此，新的納米發電機將更適合小型設備。優化後的版本可以輸出175 V的電壓、43 μA的電流和2.5 mW的功率，這足以為小型溫度傳感器或100個LED陣列供電。

這種新設計有朝一日可以為新型可穿戴納米發電機提供信息，為小型電子設備供電。其他概念包括可以從摩擦中收集能量的織物，以及其他可以同時利用陽光和運動的織物，以及可以從彎曲手指中收集能量的金屬片。最終，該團隊計劃嘗試擴大該技術的規模，以產生更多的電力，甚至可能是電網規模--儘管在這一階段之前還有很多工作要做。

「我希望將該設備的規模擴大到1000瓦，因此它與傳統的風力渦輪機具有競爭力，」該研究的高級作者楊亞說。「我們可以把這些裝置放在傳統風力發電機無法到達的地方。我們可以把它放在山上或建築物的頂部，以實現可持續能源。」

該研究發表在《Cell Reports Physical Science》雜誌上。該團隊在下面的視頻中演示了該裝置。

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