科学家发现用微珠产生能量的方法
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2025-03-25 11:49:32

带有微珠的三电纳米发电机(TENG)表面电子显微镜图像。  来自布鲁塞尔自由大学化学工程系、里加技术大学、墨尔本皇家理工大学和特文特大学MESA+研究所的一个国际研究小组发现了一种利用小塑料珠发电的新方法。将这些珠子放在一起并使其接触,就能产生比平时更多的电能。这一过程被称为三电化(triboelectrification),类似于用气球摩擦头发时产生的静电。  三电纳米发电机(TENGs)通过不同材料之间的摩擦产生电能。通常情况下,当两种不同的材料相互运动时就会产生摩擦。现在的研究表明,当一个由紧密排列的小珠子组成的表面与另一个含有相同珠子的表面接触时,一些珠子会获得正电荷,而另一些珠子则带负电荷。这些电荷转移的效率越高,产生的电量就越多。  对不同类型珠子的测试表明,大小和材料起着至关重要的作用。较大的珠子往往会带上负电荷,而较小的珠子则更有可能带上正电荷。三聚氰胺-甲醛(MF)微珠的效果最为明显。这种材料的弹性较低,这意味着它的柔韧性较差,更善于保持和传递电荷。此外,与三电纳米发电机中通常使用的昂贵技术相比,使用微珠可提高性能,是一种具有成本效益的替代方法。干法制造微粒也使整个过程无需使用溶剂,因而更具可持续性。  三电化技术的进步可以在没有电池或电源插座的情况下实现新的能量收集应用。通过运动产生能量的智能服装或无需充电即可自行供电的小型设备正变得越来越现实。可穿戴技术和可持续能源解决方案将受益于这一原理。  这项研究的主要作者、布鲁塞尔自由大学的Ignaas Jimidar博士解释说:“我们的研究表明,材料选择上的微小变化就能显著提高能源生成效率。这为三电纳米发电机在日常生活中无需依赖传统能源的应用开辟了新的可能性。”  尽管取得了令人鼓舞的成果,但要将这项技术集成到现实世界的产品中,还需要采取进一步的措施。提高效率和可靠性将是实现大规模应用的关键。对材料和结构的研究将继续为能源的产生和利用带来新的机遇。(逸文)

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