Самозаряжающийся аккумулятор

20.05.2022

Ученые считают, что половина попадающей на Землю солнечной энергии расходуется на испарение воды с ее поверхности. Австралийская компания Strategic Elements поставила перед собой цель задействовать хотя бы часть этой энергии в виде электричества. Совместно с местными учеными компания разработала аккумулятор, который заряжается сам исключительно за счет разницы во влажности на его электродах: чем выше влажность, тем быстрее происходит заряд.

Группа ученых из UNSW и CSIRO разработала аккумулятор, работающий на градиенте (перепаде) влажности. В основе разработки лежит оксид графена, о котором также говорит компания Energy Ink. Оксид графена в аккумуляторе играет роль носителя ионов и средой для их появления в процессе поглощения влаги из воздуха. Электродами служат слой легированного фтором оксида олова (FTO) и серебра.

В сухом "функциональном слое" из оксида графена протоны иммобилизованы (зафиксированы) и неподвижны. При появлении перепада влажности одна сторона начинает поглощать из воздуха молекулы воды, в процессе чего происходит их ионизация, что также вызывает образование карбоновой кислоты (COOH) и положительно заряженных ионов водорода (гидридов). С влажной стороны гидридов больше и ионы мигрируют в сторону сухой стороны слоя оксида графена, что приводит к созданию разности потенциалов или напряжения на электродах. По мере высыхания гидриды возвращаются в исходное состояние. Образование влаги вновь запускает процесс, и устройство снова заряжается и готово к работе.

Прототип аккумулятора будет представлен в третьем квартале этого года. В ходе экспериментов аккумулятор смог выработать напряжение 0,85 В и ток 92,8 мкА на квадратный сантиметр поверхности. Уточним, батарея изготавливается из гибких материалов и обещает первой попасть на рынок электронных пластырей медицинского назначения. В теории она даже сейчас способна обеспечить питание подавляющему числу носимой электроники только за счет работы от пота на коже человека.

Для производства гибкого самозаряжающегося от влаги в воздухе аккумулятора емкостью один ампер-час необходимо создать элемент площадью 36 см2. Для демонстрации концепции компания изготовит элемент площадью 100 см2 и имеет потенциальную возможность изготовить элемент площадью 3 м2.

<< Назад: Антибиотики мешают детским прививкам 20.05.2022

>> Вперед: Портативные игровые консоли Aya Neo Air и Aya Neo 2 19.05.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Робот-летучая мышь 02.03.2014 Американские инженеры впервые проанализировали механику полета летучих мышей и в ближайшем будущем используют собранные данные для создания робота, который умеет летать в воздухе и маневрировать так же, как и его живой рукокрылый "предок", говорится в статье в журнале Physics of Fluids. "Как правило, летучие мыши бывают очень подвижными и юркими и обладают способностью менять траекторию полета очень быстро, что помогает им быстро маневрировать и ловить жертв во время полета. Нас заинтересовало, как они это делают", - заявил Данеш Тафти из Технологического института Виргинии в Блэкбурге (США). Тафти и его коллеги раскрыли тайны полета летучих мышей, изучив анатомию, механические свойства и манеру движения крыльев у крыланов, крупных летучих мышей из семейства Pteropodidae. Эти летучие мыши, несмотря на достаточно крупные крылья размахом в 40 см, обладают относительно небольшой массой - около 30 г. Небольшая масса и большие крылья могут создавать серьезные проблемы с сильными порывами ветра. Авторы статьи обнаружили, что летучие мыши справляются с ними, постоянно меняя форму и размеры крыла во время взмахов вверх и вниз. К примеру, летучие мыши увеличивают площадь крыла на 30% во время взмахов вниз для максимального использования "полезных" потоков воздуха и уменьшают его на аналогичное значение при взмахах вверх, что минимизирует тянущие вниз силы. Благодаря этому крылья крыланов генерируют в 2-3 раза больше подъемной силы, чем аналогичные по площади крылья планера. "В ближайшем будущем мы разберем эти, казалось бы, сложные движения крыльев на простые элементы, что необходимо для создания робота-"летучей мыши". Кроме того, мы планируем изучить и другие движения летучих мышей, такие как полет по прямой линии и быстрые маневры. И главным вопросом будет то, сможем ли мы использовать эти сведения для создания автономного летательного аппарата", - заключает Тафти.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026