倫敦帝國理工學院:新型綠色材料可以利用環境光為智能設備供電

2021-02-25 趣探路



研究人員已經開發出一種環保型材料,可以從室內光線中收集足夠的能量,為無線智能設備供電。

我們在家庭、辦公室和公共建築中越來越多地使用智慧型手機、智能音箱和可穿戴產品和健康傳感器等智能設備。然而,它們使用的電池會很快耗盡,並含有有毒且破壞環境的稀有化學物質,因此研究人員正在尋找更好的方法來為這些設備供電。

一種方法是將室內普通燈泡的光轉化為能量,就像太陽能電池板從陽光中獲取能量一樣,也就是太陽能光電轉換。然而,由於光源的性質不同,用於太陽能電池板的材料不適合收集室內光。

現在,來自倫敦帝國理工學院、中國蘇州大學和劍橋大學的研究人員發現,目前正在開發的新一代太陽能電池板的綠色材料可以用於室內光收集。他們在《高級能源材料》雜誌上報導了他們的發現。

來自帝國理工學院材料系的合著者Robert Hoye博士說:「通過有效吸收家庭和建築物中常見的燈具發出的光,這種材料可以將光轉化為電,其效率已經達到了商業技術的範圍。我們已經確定了幾項可能的改進,這些改進將使這些材料的性能在不久的將來超越當前的室內光伏技術。

該團隊研究了「鈣鈦礦啟發材料」,這是為了解決所謂鈣鈦礦材料的問題而發明的,鈣鈦礦是為下一代太陽能電池開發的。雖然鈣鈦礦的製造成本比傳統的矽基太陽能電池板低,效率也差不多,但鈣鈦礦含有有毒的鉛物質。這推動了鈣鈦礦啟發材料的發展,而這種材料是基於更安全的元素,如鉍和銻。

儘管這些鈣鈦礦材料更加環保,但吸收陽光的效率並不高。然而,該團隊發現,這種材料在吸收室內光線方面更有效,其效率有望用於商業應用。至關重要的是,研究人員證明,這些材料在室內照明下提供的能量已經足以運行電子電路。

蘇州大學的合著者Vincenzo Pecunia教授說:「我們的發現為尋找綠色、易於製造的材料以可持續地為我們的智能設備供電開闢了一個全新的方向。

「這些材料除了具有環保特性外,還可能被加工成與傳統技術不兼容的非傳統基材,如塑料和織物。因此,以鈣鈦礦為靈感的無鉛材料將很快為可穿戴設備、醫療監控、智能家居和智能城市提供無電池設備。



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