超薄设备帮助行人为手机电池充电
这种新设备的厚度仅为头发的五千分之一,即使我们非常轻柔缓慢地移动,也能提取能量。
美国范德比尔特大学的科学家刚刚发明了一种微小的能量收集材料,可以从人体运动中提取能量。
该产品可以放置在衣服里,并在我们日常活动时进行充电。收集到的电能可用于为智能手机、平板电脑或其他个人电子设备充电。
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新装置利用人体运动产生的多余能量。 |
该项目研究员卡里·平特 (Cary Pint) 表示:“未来,我希望我们都能在移动中直接获取能量来为我们的个人设备充电。”
过去,已经进行了许多研究,旨在收集周围可用的能源,例如从振动和变形中提取能量;从温度变化中获取能量,或从光、无线电波和其他形式的辐射中获取能量……
然而,一个被忽视的宝贵能量来源是人体运动产生的多余能量。尽管一些科学家已经创造出一些材料,但它们只能在每秒100次以上的频率下良好运作,而这是大多数正常人体运动无法达到的速度。
这种新设备的厚度仅为头发的五千分之一,即使我们非常轻柔缓慢地移动,也能提取能量。
“与其他材料相比,这种材料有两个根本优势:一是厚度,二是灵敏度,”Pint说道。“这种材料非常薄,非常小,可以附着在多层纱线上,而不会影响织物的触感。值得注意的是,它可以从低于10赫兹(每秒10次)的运动中获取能量,这与人体运动的频率相当。”
在研究中,科学家使用了石墨烯和两层黑磷——这种材料因其电光和电化学特性一直吸引着纳米技术专家。
该能量收集器是通过将石墨烯(一种电解质)放置在两个相同的黑磷电极之间而制成的。当黑磷层与电解质相互作用时,电极会通过化学过程产生。
总之,二维材料具有弯曲和产生能量的能力。
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研究人员正在对原型进行测试。 |
该团队的原型设计可以从低于 10 赫兹(10 次运动/秒)甚至 0.01 赫兹(1 次运动/100 秒)的运动中产生能量。
当被问及该材料的安全性时,Pint自信地表示,用户永远不会看到这种设备像许多其他电器产品一样发生短路,从而导致火灾或爆炸。
“当设备的正极和负极消耗时,电池通常会烧坏;而在这种新材料中,由于有两个相同的电极,因此消耗只会影响发电的能力,”Pint 补充道。
未来,该团队将继续改进,以提高从设备中提取电能的能力,因为目前,这种新设备收集的电压相对较低,在毫伏(mV)范围内。
据Khoahoc.tv报道
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