利用風(fēng)能和太陽(yáng)能為智能城市提供動(dòng)力

隨著研究人員開(kāi)始研究收獲太陽(yáng)能和風(fēng)能的技術(shù)，其他人正致力于開(kāi)發(fā)可以兼顧兩者的技術(shù)。一些最新的工作是通過(guò)美國(guó)和中國(guó)的研究人員之間的合作實(shí)現(xiàn)的，該研究已經(jīng)生產(chǎn)出一種能夠同時(shí)從這兩個(gè)來(lái)源獲取能量的設(shè)備，他們說(shuō)這些技術(shù)可以為物聯(lián)網(wǎng)(物聯(lián)網(wǎng))驅(qū)動(dòng)的未來(lái)智能城市提供動(dòng)力。北京納米能源與納米系統(tǒng)研究所和佐治亞理工學(xué)院的研究人員開(kāi)發(fā)了基于摩擦電的混合收割機(jī)，靜電效果相同。摩擦電效應(yīng)發(fā)生在兩種材料之間，這兩種材料反復(fù)相互接觸然后分離，交換電子并積累電荷。

據(jù)研究人員稱，一種可以從多種來(lái)源獲取能量的摩擦發(fā)電機(jī)可以產(chǎn)生比一種能源本身更為一致的能量產(chǎn)生。這種類型的能源生產(chǎn)非常適合需要能源的互聯(lián)設(shè)備的智能城市，這一愿景隨著物聯(lián)網(wǎng)的采用而迅速成為現(xiàn)實(shí)。“為了實(shí)現(xiàn)智能城市的可持續(xù)能源供應(yīng)，必須最大限度地從城市環(huán)境中清除能源，以實(shí)現(xiàn)某些智能設(shè)備和傳感器的自供電功能，”研究人員在一篇關(guān)于他們研究的論文摘要中說(shuō)。在期刊中，ACS Nano。“這項(xiàng)研究提出了一種可行的方法，可以最大限度地從城市環(huán)境中清除太陽(yáng)能和風(fēng)能，目的是在智能城市中實(shí)現(xiàn)一些自供電功能。”

王淑華，王雪，王忠林，亞陽(yáng)在這里 - 北京納米能源與納米系統(tǒng)研究所國(guó)家納米科學(xué)中心的所有研究人員 - 共同撰寫(xiě)了該論文。王忠林還是佐治亞理工學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院的研究員。

該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種混合型納米發(fā)電機(jī)，包括硅基太陽(yáng)能電池和摩擦納米發(fā)電機(jī)(TENG)，由塑料和聚四氟乙烯薄片組成，由空氣隔開(kāi)。當(dāng)風(fēng)吹過(guò)時(shí)，混合裝置產(chǎn)生摩擦電，導(dǎo)致塑料薄膜朝向和遠(yuǎn)離聚四氟乙烯振動(dòng)。

該設(shè)備占地面積小，因?yàn)樗挥?20毫米長(zhǎng)，22毫米寬和4毫米深。研究人員設(shè)想安裝在城市建筑屋頂上的設(shè)備可以收集能量。

研究人員稱，在測(cè)試中，太陽(yáng)能電池的最大輸出功率約為8 mW，而TENG的輸出功率則達(dá)到26 mW。他們寫(xiě)道：“SC和TENG之間的阻抗匹配是通過(guò)使用變壓器來(lái)降低TENG的阻抗來(lái)實(shí)現(xiàn)的。”“與單獨(dú)的SC或TENG相比，混合型納米發(fā)電機(jī)具有更大的輸出電流和更好的充電性能。”

這項(xiàng)新研究來(lái)自同一個(gè)團(tuán)隊(duì)，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種智能玻璃窗系統(tǒng)，可以從風(fēng)雨中獲取能量，并利用摩擦電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)其功能。