新型发电机利用大气自然湿度持续发电

新型发电机利用大气自然湿度持续发电聚氧化金属酸盐发电装置收集大气中的自然湿度,通过离子的不均匀分布和定向移动产生连续的电信号,实现了低价值能量的高效收集和利用。值得注意的是,这是首个采用纳米级聚氧化金属盐材料的湿度发电机。这一发现的意义表明,在低价值能源的可持续利用方面,这是一条前景广阔的新研究途径。这项研究成果最近在《纳米研究》杂志上发表。研究人员走上这条道路,是为了解决能源转换小工具性能不一致的问题。他们要解决的一个紧迫问题是,用于大气湿度发电的材料十分匮乏,而这些材料又存在局限性。东北师范大学化学系教授陈伟林阐述道:"我们希望了解大气湿度能到电能的转换过程,以及聚氧金属酸盐在大气湿度发电中的作用。"了解聚氧化金属酸盐及其潜力聚氧甲基丙烯酸酯(又称POMs)具有独特的形态和功能特性,这使它们在可控合成、组装和性能研究方面特别有用。它们是一类用途广泛的无机分子材料。POM纳米材料可以自组装形成能够收集大气湿度的微孔结构。它们还对环境友好,在光、热和化学环境中具有很高的稳定性。研究人员预计,POM纳米材料有望成为有效利用大气湿度的材料。科学家们将POM构建成有机铵-聚氧阴离子团簇。这些团簇被组装成薄膜发电机,发电机上有被称为微孔的纳米级微孔,能够在大气湿度下工作。他们的微小POM发电机能产生0.68V的电压,而且非常稳定,在大气湿度为10%到90%的几乎所有自然环境下都能连续工作。工作机制和潜在应用POM大气湿度发生器的工作原理是POM纳米团簇通过POM纳米线薄膜中的微孔自发吸收大气湿度。它们形成了水的分布梯度,这是发电的结构基础。事实证明,POM发电机具有高稳定性和持续发电性能。研究小组确定,POM发电装置可以有效地收集自然界的大气湿度,并通过离子的不均匀分布和定向运动产生连续的电信号。这项工作为低值能源的持续利用提供了新思路,也为聚氧化金属化学提供了新的研究视角。在自然环境中开发连续低值能源的需求十分迫切。在过去的研究中,科学家们已经创造出了收集和使用低值能源的装置。然而,由于低值能源具有间歇性和不稳定性,因此这些装置一直受到限制。近年来,科学家们在利用大气湿度能方面取得了进展。然而,该团队的POM发电机是首个能够持续发电的湿度发电机。这种革命性的POM发生器有很多潜在的应用,比如检测人体呼吸过程;检测、记录和报警环境湿度;与电器结合,实现设备的持续供电;满足多种场景的用电需求等。"最重要的启示是,通过对POMs纳米材料的设计和改性,实现了利用大气湿度的连续发电,并利用POMs纳米材料的特性,深入理解了大气湿度发电的机理。"陈晓东说。前进之路展望未来,研究人员希望通过筛选和优化材料来提高大气湿度发电的效率。他们还希望加深对大气湿度发电过程的理解。陈说:"最终目标是通过探索优化湿度发生器效率的机制,实现湿度发生器的高效利用,促进能源和环境的可持续发展。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385601.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1385601.htm

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新技术利用高空风将无人机拉离地面站驱动发电机发电机载风能系统的新研究得到了英国工程和物理学研究理事会(EPSRC)的大笔资助,该研究试图让无人机利用高空风能,旨在克服系统稳定性方面的挑战,提高商业可行性,支持英国的净零排放目标。正在运行的Kitemill无人机原型图片。图片来源:Kitemill通过将无人机系在地面站上,AWES可以在比传统风力涡轮机更高的海拔上获取风能。高空风将无人机拉离地面站,驱动发电机发电。这项技术可以减少英国能源部门的碳足迹,提供海上和陆上灵活性,并提高在偏远地区的运营能力,从而使英国能源部门受益。为了产生最大的动力,AWES必须以复杂的模式飞行,同时承受强大的空气动力。这种排列方式造就了一个具有微妙操控特性的复杂系统--稍有不慎,无人机就会翻滚坠地。这正是Nguyen博士及其合作者希望在本项目中解决的难题。他希望通过提高AWES的安全性和效率,该项目将为AWES商业化铺平道路。土木、航空航天和设计工程学院的阮博士解释说:"机载风能潜力巨大,预计到2050年,每年可发电700亿欧元。然而,它仍然是一项新兴技术。在许多情况下,我们需要权衡利弊:在完全了解新设计的飞行特性之前,就迅速部署其进行试飞。这使得许多AWES原型无法在运行中实现全部能力,导致项目提前结束,并阻碍了商业化进程。本项目试图通过使用分岔和延续方法来应对这一挑战"。DucNguyen博士与Kitemill创始人JonGjerde(左)和ThomasHårklau(右)在"机载风能2024"会议上。图片来源:Kitemill/DrDucNguyen这些数值技术已成功用于飞机动态研究,以预测驾驶员诱发振荡、颤振和尾旋等危险行为。Nguyen博士总结道:"通过用分叉方法取代现有技术,AWES可以显著节约成本并提高性能,最终将使这项技术更接近商业化。"除了英国工程和社会科学研究理事会的资助外,该项目还得益于与该领域两家领先企业的合作,即挪威初创企业Kitemill和马德里卡洛斯三世大学。Kitemill联合创始人兼首席执行官托马斯-哈克劳(ThomasHårklau)补充说:"AWES项目的启动和成功融资是可再生能源领域的一项重要发展。AWES技术具有卓越的材料效率和更高的能量产出,有望成为能源行业的主导力量。我们很高兴能与DucNguyen和布里斯托尔大学合作开展这一项目。该项目不仅推动了英国实现净零排放的使命,还确保了英国在这一新兴领域的竞争力。我们的目标是共同应对当前的挑战,并为AWES的商业化铺平道路。"编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432383.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1432383.htm

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