Энергия падающей капли воды

08.02.2020

В Городском университете Гонконга (CityU) создан электрогенератор, основанный на новом перспективном способе преобразования энергии воды и отличающийся высокой эффективностью благодаря использованию структуры наподобие полевого транзистора.

Вода, покрывающая около 70% поверхности Земли, таит в себе огромный потенциал незадействованной человеком энергии. Ограничения современных технологий не позволяют эффективно преобразовывать в электричество низкочастотную кинетическую энергию, которая присутствует в волнах, приливах и даже в каплях дождя.

На преодоление проблемы малой эффективности команда CityU потратила два года исследований. В итоге, моментальная плотность энергии их капельного генератора DEG (Droplet-based Electricity Generator) может достигать 50,1 Вт/м2, что в тысячи раз выше, чем у подобных устройств без структуры FET.

Существенно возросла и эффективность преобразования энергии. Одна капля воды объемом 100 микролитров, падающая с высоты 15 см на поверхность пластины электретного материала PTFE, позволяет DEG генерировать напряжение более 140 вольт, достаточное, чтобы зажечь сотню небольших светодиодных ламп.

Устройство состоит из двух электродов: алюминиевого и ITO с нанесенной на него пленкой PTFE. Электрод PTFE/ITO отвечает за генерирование заряда его хранение и индукцию. Когда капля воды ударяется о поверхность PTFE/ITO и растекается по ней, она соединяет оба электрода и образует замкнутую электрическую цепь, высвобождающую накопленный заряд в виде электрического тока.

Ученые надеются, что результаты их исследования помогут найти ответ на глобальную проблему нехватки возобновляемой энергии и будут способствовать устойчивому развитию мира. В долгосрочной перспективе новая конструкция может быть применена к различным поверхностях, где жидкость контактирует с твердым веществом: от корпуса паромов, до зонтов или даже внутренней поверхности бутылок с водой.

<< Назад: Синтез костей и эмали 08.02.2020

>> Вперед: Наушники Dyson со встроенным очистителем воздуха 07.02.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Конденсатор с высокой плотностью энергии 17.05.2024 Энергия играет ключевую роль в различных сферах современной жизни, и постоянно возрастающий спрос на эффективные и быстрозаряжаемые источники питания подталкивает к инновациям. Исследователи инженерной школы Маккелви при Вашингтонском университете в Сент-Луисе совершили значительный шаг вперед, создав конденсатор с высокой плотностью энергии, который обещает стать революционным в мире энергетики. Группа ученых из инженерной школы Маккелви при Вашингтонском университете в Сент-Луисе представила результаты своего последнего исследования, посвященного гетерогенным тонкопленочным структурам для конденсаторов. Исследователи, работая с сегнетоэлектриками, ненароком создали конденсатор с удивительной плотностью энергии, превосходящей аналогичные показатели обычных элементов на 19 раз. Этот прорыв открывает новые перспективы для развития быстрозаряжаемых аккумуляторов, которые так необходимы в современном мире. Конденсаторы играют ключевую роль в различных устройствах, обеспечивая стабильное питание и поддерживая работоспособность электроники. В наших смартфонах, ноутбуках и других устройствах может быть установлено сотни конденсаторов, и именно они обеспечивают быстрое и эффективное зарядное питание. Однако, аккумуляторы, хотя и хранят больше энергии, обычно требуют больше времени на зарядку. Ученые стремились создать устройство, которое объединило бы в себе высокую плотность энергии с быстрым зарядом и долговечностью, и их усилия увенчались успехом. Используя гетероструктуры на основе титаната бария (BaTiO3), исследователи обнаружили новые свойства, открывшие "новую физику" в области конденсаторов. Сочетание двумерных и трехмерных материалов в гетероструктуре Au/MoS2/BaTiO3/MoS2/Au, включающей атомарно тонкие слои титаната бария, позволило создать конденсатор, способный быстро разряжаться и заряжаться при минимальных потерях энергии. Плотность хранения энергии в новой структуре достигла 191,7 Дж/см3 при КПД более 90%, что открывает широкие перспективы для применения в различных областях. Исследование, проведенное учеными из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, подтверждает значительный потенциал нового конденсатора с высокой плотностью энергии. Этот прорыв в области энергетики может привести к разработке новых, более эффективных источников питания, способных удовлетворить растущие потребности современного общества в энергии.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025