城大团队研发新水滴发电机!一滴水产生电压可点亮100盏小LED灯!
撰文: 黄正轩
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风力、太阳、潮汐水力、地热... 再生能源林林总总,不使用化石燃料、可持续确是在现今被视为较环保,迎合目前普世减碳诉求。只是这些发电方式的设施兴建深受地理环境限制和天气影响。但如果不久将来可能出现加强版“水滴发电机”,也许天落一场大雨已能产生不少电力。
香港城市大学科研团队,成功开发一套新型水滴发电机(droplet-based electricity generator, DEG),利用类似晶体管的结构,加大水滴能够产生的电压,一滴水产生 140V,足以同时点亮100盏小型LED灯。
由城大机械工程学系王钻开教授、美国内布拉斯加大学林肯分校曾晓成教授和中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士领导的科研团队表示,传统利用介面摩擦起电效应的液滴发电机,是透过液滴撞击表面时的摩擦和静电感应来产生电力。但受表面摩擦电荷数量的限制,电能转化效率较低。
电能转换效率大大提高
为解决现时液滴发电机效率偏低的限制,城大团队研发一种特殊结构,增加液滴发电机的电能转化效率数以千倍。王钻开教授期望研究成果可帮助开发更多水力发电资源,应对全球可再生能源短缺问题。即看研究内容(点击放大图片细睇详情):
PTFE薄膜表面电荷密度在连续的水滴撞击过程中发生波动(点击放大图片细睇详情):
王钻开指研究显示一滴100微升(μL,一微升等于百万分之一升)的水滴由15厘米的高度滴下,可产生超过140V电压。此部新式水滴发电机产生的电能,足以点亮100盏小LED灯。(点击放大图片细睇详情):
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王钻开表示,新型设计之水滴发电机可以应用于不同液体与固体接触的表面上如轮船船身、海岸边以至雨伞表面、水樽内,以充分利用低频的水动能。
资料来源:香港城市大学、Nature、SciTechDaily
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