Industri

Plastgräs kan hjälpa till att generera vindkraft, säger kinesiska forskargruppen

Plastgräs kan hjälpa till att generera vindkraft, säger kinesiska forskargruppen


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Det nya vindgenererande plastgräset kan se ut så här när det är fullt utvecklat [Bildkälla: desalvea, Flickr]

Kina slås regelbundet för sitt miljörekord. Fel, som det händer. Faktum är att landet nu ligger före USA när det gäller utveckling och distribution av förnybar energi, och kinesisk innovation inom ren energi är en vanlig källa till ganska fantastisk teknik.

En sådan utveckling är en form av ”plastgräs” som just har utvecklats av forskare vid Southwest Jiatong University i Chengdu. Forskargruppen vid universitetet, ledd av Zhong Lin Wang, har utvecklat en ny form av triboelektrisk nanogenerator (TENG), en teknik som omvandlar mekanisk och / eller termisk energi till el. Nanogeneratorer arbetar längs tre typiska tillvägagångssätt - piezoelektriska, triboelektriska och pyroelektriska, varav den senare handlar om att skörda termisk energi och de tidigare två metoderna för att skörda mekanisk energi. TENG består av vertikalt fristående remsor gjorda av tunn film av polyetylentereftalat (PET), belagd med indiumtennoxid (ITO) på ena sidan och nanotrådar på den andra, vilket gör det möjligt för elektronerna att hoppa mellan de två materialen, en process som kallas den triboelektriska effekten.

Enligt teamets forskningsstudie, publicerad i tidskriften Advanced Materials, har TENG-baserade vindkraftsupptagare utvecklats någon annanstans. Men hittills, även om dessa på liknande sätt har använt vindinducerad membranvibration för att generera elektricitet, kan de endast användas när vinden blåste i en viss riktning. Problemet med detta är att de flesta vindströmmar inte har en konstant riktning och faktiskt kan vindriktningen till och med förändras över tiden, vilket gör dessa skördare i stort sett oanvändbara. Syftet med projektet var därför att utnyttja energin från oregelbundna vindbyar, som vanligen förekommer i stadsområden, samt från stadig vind.

Istället har Southwest Jiatong University-forskningen utvecklat en mer flexibel TENG som skördar energi från naturlig vind i godtyckliga vindriktningar.

"Jämfört med en vindkraftverk är vår triboelektriska nanogenerator (TENG) effektiv när det gäller att skörda energin från naturlig vind som blåser i någon riktning", säger teammedlem Weiqing Yang och talade till The New Scientist och tillade att de polymera tunna filmmaterialen som används i enheten möjliggöra att den blir tillgänglig till låg kostnad samtidigt som den är lätt att tillverka och skala upp.

Det platta utbudet av varje TENG har en struktur (morfologi) som liknar en kelpskog - undervattensområden där tangtångar trivs i högdensitetsskogar som länge har erkänts som ett av de mest dynamiska ekosystemen på planeten. Inom denna morfologi kan de enskilda remsorna potentiellt svänga oberoende och därmed producera en kontaktseparationsprocess som svar på passerande vindströmmar.

Det kinesiska laget använde en höghastighetskamera för att fånga arbetstillstånden och interaktioner mellan två intilliggande TENG. De vertikalt fristående polymerremsorna producerade en vibrationsfrekvens på 154 Hz som svar på vindströmmar, vilket säkerställde en tillräcklig nivå av kontaktseparation för hög elektrisk effekt. Med en remsa på 10 x 2 cm utsatt för en luftflödeshastighet på 27 ms-1, fann teamet att två intilliggande remsor som täcker ett takområde på 2 x 0,7 cm kan leverera en öppen kretsspänning, kortslutningsström och effekttäthet upp till 98 V, 16,3 µA och 2,76 Wm-2, tillräckligt för att tända en annons som hamstrar.

Teamet distribuerade en rad TENGs på ett tak, bestående av 60 remsor, för att skörda mer energi från vinden. Detta gav en effekttäthet på upp till 2,37 Wm-2, vilket representerar tillräckligt med el för att samtidigt tända 60 LED-lampor anslutna i serie. Enligt teammedlem kan ett genomsnittligt hus med ett takområde på cirka 300 kvadratmeter och tioskiktade strukturerade TENG-enheter leverera en förväntad elektrisk energi på 7,11 KW, vilket motsvarar en effekttäthet på 23,7 Wm-2.

Studien visade TENGs förmåga att fungera som betydande kraftkällor för hemelektronik, vilket representerar en ny form av vindgenererad el samt ett viktigt steg mot självdriven elektrisk teknik i hemmet. Hittills har enheten bara testats i laboratoriet men den fungerar med en lägsta vindhastighet på 21 kilometer i timmen medan den mest användbara vindhastigheten för kraftproduktion är nästan 100 km / h (stormkraft 10).

En annan forskare som arbetar med energiskörd vid University of Campinas i São Paulo, Brasilien, Fernando Galembeck, förklarade för The New Scientist att en sådan vind varken är realistisk tillgänglig eller önskvärd. Dessutom finns det fortfarande en lång väg att gå innan den här typen av enheter börjar visas på människors hustak. Galembeck betonar också att det fortfarande kommer att finnas behov av energilagring av samma skäl som det behövs för andra former av vindkraft. Det kinesiska teamet undersöker lagringslösningar och de planerar också att integrera TENG med solpaneler som ett sätt att öka dess prestanda, men Galembeck är också kritisk mot indiumtennoxid på grund av dess dåliga mekaniska egenskaper, kostnad och toxicitet och rekommenderar att ytterligare forskning behöver utforska andra material.


Titta på videon: Lättare teoretiskt förklaring kring en stukning av Omid Dadary. (Oktober 2022).