人造“发电厂”利用风和雨的能量

假植物正在进入21世纪!研究人员开发了名副其实的“发电厂”——微型叶形发电机，可以通过微风或落下的雨滴发电——并在《美国化学学会可持续化学与工程》中对它们进行了描述。该团队通过将能量收集器整合到人造植物中来测试它们。

电能可以通过多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，风力涡轮机转换移动空气的动能。

但这些方法通常依赖于单一来源，因此只有在该来源可用时才有效。

例如，太阳能电池板在日落后就无法工作，而平静的一天也不会产生太多风力。

最近，多源能量采集器已成为一种在一个设备中从不同可再生能源捕获能量的方法，从而最大限度地提高潜在输出。

因此，Ravinder Dahiya 和同事想要制造一种多源能量采集器，可以利用风和雨发电。

该团队构建了两种不同类型的能量收集器：摩擦纳米发电机(TENG)用于捕获风的动能，以及基于液滴的能量发生器(DEG)用于收集落下的雨滴的能量。

TENG 由夹在聚四氟乙烯层(通常称为 Teflon™)和铜电极之间的尼龙纳米纤维层组成。

当各层相互挤压时，就会产生静电荷并转化为电能。

聚四氟乙烯也被用来制造 DEG，它是防水的，并覆盖有导电织物作为电极。

当雨滴撞击其中一个电极时，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，但只能持续很短的时间。

该团队将 DEG 安装在 TENG 顶部，并将叶形版本整合到人造植物中。当叶形发电机暴露在模拟自然风雨的条件下时，它们会为 10 个 LED 灯提供短暂的闪烁。研究人员表示，这种概念验证的“发电厂”设备可以进一步开发成更大的系统或发电厂网络，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