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:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Клыкач дальнего плавания 06.04.2003 У западных берегов Гренландии рыбаки выловили незнакомую им крупную рыбу: вес 70 килограммов, длина 180 сантиметров. Ее заморозили, а позже доставили датским ученым (Гренландия находится под юрисдикцией Дании). Ихтиологи из Копенгагенского университета с удивлением узнали в неожиданной находке антарктический вид из семейства нототениевых - патагонского клыкача. Эта самая крупная рыба Антарктики открыта сравнительно недавно, в 1901 году. До сих пор ее ловили не севернее берегов Уругвая, и вдруг она попалась в сети на другом конце света, в Арктике. Патагонский клыкач не переносит температуру воды выше 11 градусов Цельсия, и единственный способ, которым он мог пересечь экватор, - это идти на глубинах от 500 до 1500 метров, где вода холодна даже в тропиках. Видимо, такой рекордный заплыв крайне редок или даже уникален: у берегов Гренландии промышленный лов рыбы идет более двадцати лет, и ни разу антарктические виды рыбакам не попадались.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025