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:

Зеркальные спутники и их угрозы для астрономии и экологии 09.11.2025

Калифорнийский космический стартап Reflect Orbital, который планирует к 2030 году вывести на орбиту 4 000 зеркальных спутников, отражающих солнечный свет на Землю даже ночью. Главная цель - увеличить эффективность солнечных электростанций, обеспечивая непрерывное освещение в ночное время. Первый демонстрационный аппарат EARENDIL-1 с зеркалом площадью 334 м2 предполагается запустить в апреле 2026 года, а соответствующая заявка уже подана в Федеральную комиссию связи США (FCC). Проект получил 1,25 млн долларов поддержки от ВВС США в рамках программы для малого бизнеса. Идея заключается в том, чтобы спутники создавали дополнительное освещение для энергетических систем, однако многие ученые выражают сомнения как в технической реализуемости, так и в потенциальном вреде для окружающей среды. Астрономы, включая Майкла Брауна и Мэтью Кенворти, подсчитали, что отраженный свет будет примерно в 15 000 раз слабее дневного солнца, хотя и ярче полной Луны. Для того чтобы создать хотя бы 20% дн ...>>

Портативный твердотельный накопитель Lexar Air 09.11.2025

Компания Lexar представила портативный твердотельный накопитель Air (pSSD), сочетающий компактность, высокую скорость и надежность. Вес устройства составляет всего 19 граммов, а толщина в тончайшей части достигает всего 6 мм, что делает его одним из самых легких и тонких SSD на рынке. Накопитель выпускается в двух вариантах емкости: 512 ГБ и 1 ТБ. Версия на 1 ТБ оценивается примерно в 459 юаней (около $64), а старт продаж модели на 512 ГБ пока не объявлен. Lexar Air оснащен интерфейсом USB 3.2 Gen 1 (5 Гбит/с) и разъемом USB-C, при этом в комплект входит переходник с USB-C на USB-A для универсальной совместимости. Производитель заявляет скорость последовательного чтения до 390 МБ/с и записи до 400 МБ/с, что позволяет быстро передавать большие файлы, включая видео высокой четкости. Корпус накопителя выполнен в компактном форм-факторе, который удобно держать на ладони, а максимальная толщина не превышает 9,3 мм. Конструкция выдерживает падения с высоты до 2 метров, а для удобног ...>>

Горькие продукты улучшают работу мозга 08.11.2025

Как выяснили японские ученые, горький вкус флаванолов играет важную роль в стимуляции центральной нервной системы. Даже при минимальном усвоении этих веществ организм получает сигнал к повышению активности нейромедиаторов и улучшению когнитивных функций, что делает натуральные продукты с горьким вкусом потенциально полезными для мозга и общей физиологии. В поисках способов улучшить работу мозга ученые все чаще обращаются к натуральным соединениям, содержащимся в привычных продуктах питания. Одним из таких веществ являются флаванолы, присутствующие в какао, красном вине и ягодах. Исследователи из Технологического института Сибаура в Японии выяснили, что горький и вяжущий вкус этих соединений способен активировать мозг через вкусовые рецепторы, способствуя улучшению памяти, внимания и способности к обучению. Ранее было известно, что флаванолы защищают нейроны и поддерживают когнитивные функции, однако их биодоступность - доля вещества, поступающая в кровь - крайне низка. Это вызвал ...>>

Дождевой электрогенератор 08.11.2025

Группа разработчиков Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики представила дождевой электрогенератор, который превращает дождевые капли в источник электричества, используя саму воду как структурный и электрический элемент. В отличие от традиционных капельных генераторов, где электричество создается на твердых диэлектрических пленках с металлическими электродами, новое устройство плавает непосредственно на поверхности воды. Вода одновременно выполняет роль опоры и проводника, что позволило снизить вес системы на 80%, а стоимость уменьшить почти наполовину, сохранив при этом мощность до 250 вольт на каждую каплю. "Мы позволили воде одновременно выполнять структурную и электрическую функции, создав легкую, доступную и масштабируемую систему", - объяснил профессор Ванлин Гуо, ведущий автор исследования. Такая концепция открывает путь к созданию гидровольтаических систем, которые могут работать в водоемах без использования суши, дополняя солнечные и ветровые технологии. П ...>>

Климат влияет на длительность беременности 07.11.2025

Беременность традиционно воспринимается как естественный биологический процесс с предсказуемыми сроками, однако современные исследования все чаще доказывают, что на ее продолжительность влияют факторы, выходящие далеко за пределы медицины. Среди них особое место занимают климат и окружающая среда - именно эту взаимосвязь впервые подробно изучили ученые из Университета Кертина в Австралии. Их работа раскрывает, что экстремальные погодные условия способны не только вызывать преждевременные роды, но и, напротив, удлинять срок беременности. Команда исследователей проанализировала данные почти 400 тысяч новорожденных, появившихся на свет в Западной Австралии. Результаты оказались неожиданными: климатические колебания заметно влияли на организм будущих матерей, особенно у тех, кто рожал после 41-й недели беременности. По словам доктора Сильвестра Додзи Ньядана из Школы народного здоровья Университета Кертина, проблема перенашивания долгое время оставалась в тени, хотя ее последствия могут ...>>

Случайная новость из Архива Тренировка мозга приводит к образованию новых нервных клеток 31.10.2023 Немецкие ученые из Института когнитивной психологии и нейрофизиологии имени Макса Планка в Лейпциге провели исследование, которое раскрывает, что тренировка мозга стимулирует образование новых нервных клеток. Это открытие призвано дать надежду пациентам, страдающим неврологическими расстройствами. В рамках текущего исследования ученые изучили воздействие двух различных типов интерфейсов "мозг - компьютер" (BCI) на главный орган центральной нервной системы испытуемых. Добровольцы были разделены на группы. Задача первой группы заключалась в представлении движений руками или ногами, что активировало определенные области мозга. Другие участники получили задачи, связанные с зрительной корой: распознавание и выбор букв на экране. Исследования проводились до и после экспериментов с применением метода магнитно-резонансной томографии (МРТ). Результаты показали, что визуальные задачи показывали хорошие результаты с самого начала, но не улучшались в процессе дальнейшего обучения. В отличие от этого, воздействие на двигательную систему мозга приводило к изменениям в областях, использованных для соответствующих задач - как в визуальной, так и в двигательной. "Интенсивные тренировки воздействуют на пластичность мозга, способность головного органа ЦНС изменяться в зависимости от использования. Это означает возможность как функциональных, так и структурных изменений. Последние касаются изменений или даже формирования новых нервных клеток. Таким образом, можно сделать вывод: тренировка мозга приводит к образованию новых нервных клеток", - подытожили ученые. Терапевтические возможности этого метода будут изучены в последующих исследованиях. Остается открытым вопрос, будут ли эти изменения происходить без обратной связи через систему BCI.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025