人造“发电厂”利用风和雨的能量

假植物正在进入21世纪!研究人员开发了字面意义上的“发电厂”——微型叶状发电机，可以利用微风或雨滴发电——并在ACS可持续化学与工程。研究小组通过将能量采集器植入人造植物中进行测试。

电能可以通过几种方式从自然界产生。

例如，太阳能电池板转换来自太阳的光能，风力涡轮机转换流动空气的动能。

但是这些方法通常依赖于单个源，因此只有在该源可用时才有效。

例如，太阳能电池板在日落后无法工作，风平浪静的一天也不会产生多少风力。

最近，多源能量采集器作为一种在一个设备中捕获不同可再生能源的方法出现，最大限度地提高了潜在输出。

因此，Ravinder Dahiya和他的同事们想创造一种可以利用风和雨发电的多源能源收割机。

该团队制造了两种不同类型的能量收集器:一种是摩擦电纳米发电机(TENG)，用于从风中捕获动能;另一种是基于液滴的能量发电机(DEG)，用于从下落的雨滴中收集能量。

TENG由夹在聚四氟乙烯层(通常称为Teflon)和铜电极之间的一层尼龙纳米纤维组成。

当这些层相互挤压时，就会产生静电荷并转化为电能。

聚四氟乙烯也被用于制造DEG，该DEG具有防水性，并覆盖有导电织物作为电极。

当雨滴击中其中一个电极时，会导致电荷不平衡，产生小电流和高电压。

在最佳条件下，TENG产生252伏的电力，DEG产生113伏的电力，但这只是短时间的。

该团队将DEG安装在TENG的顶部，并将叶子形状的版本整合到人造植物中。当叶子形状的发电机暴露在模拟自然风雨的条件下时，它们在短时间内为10个LED灯供电。研究人员说，这种概念验证的“发电厂”设备可以进一步开发成更大的发电厂系统或网络，以从自然资源中生产清洁能源。

来源: Materials provided by American Chemical Society.
注明: Content may be edited for style and length. Related Multimedia: This 'power plant,' featuring beige, leaf-shaped generators, can capture energy from gentle breezes and falling raindrops Journal Reference: Guanbo Min, Gaurav Khandelwal, Abhishek Singh Dahiya, Shashank Mishra, Wei Tang, Ravinder Dahiya. Multisource Energy Harvester on Textile and Plants for Clean Energy Generation from Wind and Rainwater Droplets. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2024; 12 (2): 695 DOI: 10.1021/acssuschemeng.3c03620