關注EB-5移民關注美國科研成果:作爲可再生能源,太陽能和風能最大的缺點就是不可持續(xù)性——晴天和多風的日子並不是總能遇到。就這一點而言,波浪具有無可比擬的優(yōu)勢。美國佐治亞理工學院的科學家開發(fā)出一種利用海浪發(fā)電的納米摩擦發(fā)電機。研究人員稱,這種發(fā)電機結構簡單、廉價易用,可晝夜無休地持續(xù)工作。相關論文發(fā)表在《應用化學》雜志上。
摩擦發(fā)電效應是兩種材料接觸和分離産生電荷的一種現(xiàn)象。負責這項研究的美國佐治亞理工學院王中林(音譯)團隊,此前曾開發(fā)出一種能爲手機電池充電的固體摩擦發(fā)電機。而新研究面臨的問題是,如何讓摩擦發(fā)電在潮濕如海水的環(huán)境中産生?
研究人員發(fā)現(xiàn),摩擦發(fā)電現(xiàn)象並不限于固體之間,它同樣存在于液體環(huán)境當中。唯一的要求是,兩種物質特定的電子能水平足夠接近。對水而言,它所需要的僅僅是一個適合的“拍檔”。通過實驗,他們發(fā)現(xiàn)一種特殊的塑料或能當此重任。
作爲原型,研究人員制作了一個絕緣的塑料容器。這個容器有蓋和底,上面安裝了由銅片制成的電極。他們的系統(tǒng)之所以能夠成功,是因爲其蓋子內部塗有一層納米級、微型金字塔狀的聚二甲基矽氧烷(PDMS)。而容器中則裝滿了去離子水。當蓋子下降時,這些微型金字塔就會與水發(fā)生接觸,一批聚二甲基矽氧烷原子就會被電離,從而産生負電荷;與此同時,水面上也會相應産生正電荷。當聚二甲基矽氧烷層離開水送出電荷後就完成了一個完整的摩擦發(fā)電過程。
其原理是利用了聚二甲基矽氧烷與水之間的電位差。選擇聚二甲基矽氧烷的原因,是其優(yōu)良的疏水性減少了水的附著,獨特的金字塔外形更易讓水脫落。
當置于海水中時,該裝置會隨著波浪,周期性地上升與下降,其中的電極與整流器和電容相連,産生的直流電能夠點亮60盞LED燈。研究人員稱,該裝置具有廣泛的應用價值,由于對溫度敏感可將其作爲一種溫度傳感器;如將其他傳感器附著在上面,它也能爲生物分子傳感器和化學傳感器的設計提供更多的想象空間。