Máy phát điện ma sát có thể tạo ra điện để tiếp cận đập không?
Hiệu ứng triboelectric là một trong những hiện tượng phổ biến nhất trong tự nhiên. Đó là một hiện tượng trong đó hai vật liệu khác nhau được cọ xát ma sát để tiếp xúc với bề mặt. Hai tấm tiếp xúc với nhau không được sạc trên bề mặt, nhưng sau khi tiếp xúc, các đặc tính khác nhau do các vật liệu khác nhau, dễ bị mất electron, và dễ dàng nhận electron, do đó gây ra hai electron vật liệu để liên lạc với nhau. Tích điện dương, một bên bị tích điện âm. Đây là điện khí ma sát mà chúng ta thường biết. Mặc dù hiện tượng này là phổ biến, nó đã không được sử dụng hiệu quả như một nguồn năng lượng, ngoại trừ việc được sử dụng để tạo thành một điện trường cao áp trong các thí nghiệm điện.
Vào cuối tháng 3, các báo cáo về “máy tạo ma sát” gây ra mối quan tâm rộng rãi. Tin tức được chọn từ tháng 1 năm 2012. Nhóm nghiên cứu của Wang Zhonglin, nhà khoa học chính của Viện Năng lượng và Hệ thống Nano của Bắc Kinh, Học viện Khoa học Trung Quốc, đã thiết kế một loạt các máy tạo ma sát.
Sau khi hai tấm được sạc bằng bề mặt ma sát tiếp xúc, các bề mặt của hai tấm được tách ra. Vì các vật thể có khuynh hướng duy trì tính trung lập điện, hai tấm được nối với mạch ngoài thông qua lớp điện cực, và các electron đi qua mạch bên ngoài. Chảy giữa hai lớp điện cực để tạo thành dòng điện - theo nguyên tắc này, máy phát có thể chuyển đổi năng lượng cơ học của gió, dòng nước, và thậm chí chuyển động của con người trong tự nhiên thành năng lượng điện. Loại máy tạo ma sát mới này cũng có hiệu quả về chi phí đồng thời đảm bảo hiệu quả phát điện.
Máy phát điện ma sát có thể được kết hợp với máy phát điện thông thường để tạo ra điện
Máy tạo ma sát khác với máy phát điện cảm ứng điện từ truyền thống và “bộ khởi động ma sát”. Cốt lõi của máy phát điện ma sát nằm trong hai ý tưởng quan trọng, một là khớp nối của điện khí ma sát và cảm ứng tĩnh điện, và một là lớp mỏng. Thiết kế điện cực. Các phóng viên đã học được rằng vì việc sử dụng các vật liệu phim có độ dày micron, toàn bộ thiết bị có thể mềm hoặc thậm chí trong suốt.
Mặc dù sản lượng đầu ra ban đầu và sức mạnh của máy phát điện ma sát không lý tưởng, với những nỗ lực của đội Wang Zhonglin, sau hai năm, vấn đề đã được khắc phục thành công. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng trong quá trình trượt của hai bộ phận làm việc của máy phát ma sát, lượng điện tích chuyển giữa các điện cực có thể được cải thiện rất nhiều bởi sự sắp xếp trật tự của bề mặt vật liệu, và nó gần như tuyến tính với mật độ mẫu.
Vì vậy, họ đã thiết kế một cấu trúc mảng có khuôn mẫu tạo ra một bước nhảy vọt về chất lượng trong công suất đầu ra của bộ tạo ma sát. Đơn vị phát điện ma sát mới nhất bao gồm một stator tròn có mặt phẳng và một rôto. Nó sử dụng một lớp ma sát bề mặt và lớp điện cực để đạt được công suất đầu ra trung bình là 1.5W thông qua thiết kế ổ đĩa tiếp xúc quay, đạt tới 24%. - 50% chuyển đổi năng lượng.
So với máy phát điện truyền thống, đầu ra của máy phát điện ma sát có đặc tính của điện áp cao và dòng điện thấp, có thể tạo thành một chế độ phát điện bổ sung với điện áp thấp và dòng điện cao của bộ tạo thông thường.
Đồng thời, vì máy phát ma sát sử dụng phim hữu cơ nhẹ và không tốn kém, việc tạo ra năng lượng của nó trên một đơn vị thể tích từ 30 đến 50 lần so với máy phát điện thông thường và tạo ra năng lượng trên một đơn vị khối lượng từ 30 đến 40 lần máy phát điện. Nó có một lợi thế rất lớn trong mật độ công suất đầu ra. Hiện tại, nhóm Wang Zhonglin đang phát triển và cải thiện các máy phát điện ma sát về độ bền. Các máy tạo ma sát hiện tại vẫn không có sự suy giảm trong việc sử dụng 1 triệu phép quay.
Sự khác nhau giữa máy phát điện ma sát và máy phát điện bằng tay là gì?
Tại Học viện Khoa học và Năng lượng Nano của Bắc Kinh, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, Wang Zhonglin đã trình bày phóng viên về hiệu ứng phát điện của máy phát điện ma sát: hai phần kết nối với nhau, nhẹ nhàng véo bề mặt để tiếp xúc, sau khi thả tay, đèn kết nối với thiết bị đầu cuối liên tục Sáng lên. Cách chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện không phải là lần đầu tiên nó xuất hiện.
Đèn pin kiểu đẩy tương tự cũng chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện, khác với máy phát điện ma sát.
Về nguyên tắc, quá trình tạo năng lượng của đèn pin kiểu đẩy được dựa trên nguyên tắc tạo điện cảm ứng điện từ truyền thống. Năng lượng cơ học được cung cấp bằng cách nhấn bàn tay, và các thiết bị bên trong đèn pin được điều khiển để xoay, do đó lái xe cuộn dây để thực hiện chuyển động của dòng từ cắt để tạo ra dòng điện. Một thiết bị phát điện phải có nam châm tích hợp để tạo thành từ trường, dẫn đến khối lượng và trọng lượng tương đối lớn, cấu trúc bên trong phức tạp và công suất đầu ra thấp, đó là "thiết bị điện nhỏ" với công suất nhỏ . Máy phát điện ma sát sử dụng màng nhựa mỏng và nhẹ, cấu trúc nhỏ gọn và đơn giản, và dòng điện đầu ra tăng lên 3 mA thông qua thiết kế khuôn mẫu của bề mặt ma sát, để nó có thể nhận ra không chỉ "các thiết bị nhỏ" như điện thoại di động. Cung cấp năng lượng thời gian thực, và rất dễ dàng để tạo thành một mảng thông qua nhiều bộ máy tạo ma sát để đạt được nguồn cung cấp năng lượng quy mô lớn.
Bằng cách kết hợp các máy phát điện và các mạch quản lý năng lượng, các nhà nghiên cứu đã phát triển thêm một hệ thống cung cấp năng lượng hoàn chỉnh nhỏ. Hệ thống có các chức năng như giảm trở kháng, chỉnh lưu, lưu trữ năng lượng và điều chỉnh điện áp. Nó cung cấp một đầu ra DC ổn định điện áp không đổi, cung cấp điện năng thời gian thực hoặc sạc trực tiếp cho một loạt các sản phẩm điện tử thông thường, bao gồm cả điện thoại di động. Mật độ công suất đầu ra hiện tại lên đến 500 watt cho mỗi mét vuông.
