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液滴的运动产生超过5伏的电

能量收集是一种将少量自然产生的能量(例如,光,热和振动)转化为电能的技术,作为一种为物联网(IoT)设备供电的方法,正受到关注。与需要充电或更换的电池不同,该技术有助于减少对环境的影响,并有可能以稳定和长期的方式为电子设备供电。

液滴的运动产生超过5伏的电

名古屋大学和九州大学的研究人员专注于微小的液体运动产生的能量,并开发了一种装置,该装置可直接从液滴的运动产生超过5伏的电。该装置中,由柔性薄膜时在其上表面的水滑下的下降,产生电力。该技术有望应用于液体中使用的自供电设备,包括监测工厂废水质量的传感器。他们的发现发表在《纳米能源》杂志上。

由微小的液体流产生的能量存在于各种环境中,例如工厂管道内部和微流体设备中,但是到目前为止,这种能量尚未得到有效利用。已经表明,石墨烯片可以通过液体在其表面上的运动来发电。然而,其输出电压被限制为大约0.1伏,这不足以驱动电子设备。

由名古屋大学的Adha Sukma Aji,Ryohei Nishi和Yutaka Ohno以及九州大学的Hiroki Ago组成的研究小组已证明,使用二硫化钼(MoS 2)代替石墨烯作为发生器中的活性物质可以产生来自液滴的5伏电。

“要使用MoS 2作为发生器,必须在塑料膜上形成大面积的单层MoS 2膜。但是,采用常规方法,很难在大面积的基板上均匀地生长MoS 2, ”名古屋大学材料与系统可持续发展研究所的大野教授说。“在我们的研究中,我们成功地通过化学气相沉积法使用蓝宝石衬底,氧化钼(MoO 3)和硫粉制备了这种形式的MoS 2膜。我们还使用聚苯乙烯膜作为MoS 2的支撑材料胶片,这样我们就可以转移合成的MoS 2 可以很容易地将其涂在塑料膜的表面上。”

新开发的发电机具有足够的灵活性,可以安装在管道的弯曲内表面上,因此有望用于为液体中使用的IoT设备供电,例如自供电雨量计和酸雨监测仪以及水质可以在监视工业废水的同时发电的传感器。

Ohno教授说:“我们的MoS 2纳米发电机能够从多种形式的液体运动中收集能量,包括液滴,喷雾和海浪。从更广泛的角度来看,该设备还可以用于涉及水动力的应用中,例如发电来自雨水和瀑布。”

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