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废弃光盘竟能做成微型发电机?还可以放在叶子上发电

2023-11-14 17:29:55 谢宇恒 阅读:
除了常规的回收制备成新的塑料材料,光盘现在有了一个新的回收用途——发电

还记得在2000年左右各种VCD机、DVD机遍布大街小巷,可以读取光盘的光驱基本是那时候电脑的标配,但随着存储技术的发展,盛极一时的DVD和CD光盘正在消亡,如何回收利用这些废弃的光盘成了一个难题。W4tednc

除了常规的回收制备成新的塑料材料,光盘现在有了一个新的回收用途——发电。这项研究成果是南洋理工大学的研究团队提出的,他们设计了一种高效液滴能量纳米发电机(DENG),这种纳米发电机是通过在回收的光盘表面直接涂覆复合层制成的。W4tednc

W4tednc

DENG的结构非常简单,回收光盘作为一个电极层(G-Al电极),然后是复合层,复合层基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)基质,最后是一小片普通铝箔(Al电极)来作为另一个电极。W4tednc

DENG通过液滴能量来发电,在液滴撞击之前,两个电极之间没有电荷转移,而当落下的液滴在DENG上扩散时,由于电子亲和力的差异,电子将从水体转移到PDMS基质。在接触界面处就会产生相反符号的摩擦电荷,PDMS侧带负电,水体侧带正电,导致电子流快速从Al电极转移到G-Al电极。同样,随着液滴缩回,整个过程又会逆转,电子流回Al电极,至此就完成了一个完整的发电周期。W4tednc

W4tednc

实验结果显示,DENG表现出优异的电性能,输出电压约为192V,瞬时功率密度为65W m-2,滴能量转换效率为3.60%,在同类成果中位居前列。W4tednc

同时,该设备的整体重量仅为约0.8g,所以甚至可以安装到树叶上使用,比如研究人员通过将DENG安装在天然叶子上,就设计了一种自供电植物传感系统,用于监测土壤湿度和pH值(植物健康的重要指标)。W4tednc

除此之外,它还可以安装在屋顶和窗户上,用于在雨天收集电力,不过目前来说DENG更适合用于为小型设备提供电力,但未来随着继续扩展,有了面积更大效率更高的系统可能就可以来为家庭供电。W4tednc

责编:Ricardo
谢宇恒
原机加工行业工程师,现Aspencore编辑,专注电子,关注未来。
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