近日，來自南卡羅來納州克萊姆森納米材料研究所（CNI）的研究人員使用3D打印技術(shù)創(chuàng)建了一個(gè)無線的摩擦電納米發(fā)生器，通過運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)產(chǎn)生電力。
摩擦電是一種由摩擦產(chǎn)生的電荷，克萊姆森大學(xué)研究人員認(rèn)為是可以為地球提供動(dòng)力的綠色能源。去年，這個(gè)研究小組制作了一個(gè)簡(jiǎn)單的由塑料和膠帶材料制成的摩擦納米發(fā)電機(jī)，它們?cè)陔娮臃矫婢哂邢喾吹男袨?，?dāng)它們放在一起時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓。
該發(fā)電機(jī)可以通過鼓掌或敲擊腳來發(fā)電，然后可以將該能量轉(zhuǎn)移用于儲(chǔ)存在電池或電容器中。
這聽起來太簡(jiǎn)單了，但是克萊姆森的研究人員剛剛更新了他們的技術(shù)，使其更加有用?，F(xiàn)在是無線的，它的塑料部件已經(jīng)換成由石墨烯和PLA制成的多部分光纖。用于抓取電子的原始Kapton膠帶已被Teflon取代。
正是這種石墨烯－PLA纖維讓我們特別興奮。首先，操作石墨烯非常困難，但克萊姆森的研究人員使用了一種稱為“超聲波”的工藝，將石墨分解成高頻聲波層。而在PLA中，纖維也變成可3D打印的。
使用3D打印機(jī)，團(tuán)隊(duì)能夠制造新的“W－TENG”納米發(fā)生器，能夠產(chǎn)生高達(dá)3000伏的電壓，足以為25個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電源插座供電。而且由于電壓太高，W－TENG產(chǎn)生一個(gè)可以無線感應(yīng)的電場(chǎng)，使其成為一種二合一的電源和電子設(shè)備。
該研究的第一作者Sai Sunil Mallineni解釋說：“它不僅可以為您提供能量，而且還可以將電場(chǎng)作為遙控器使用，例如，您可以點(diǎn)擊W－TENG并將其電場(chǎng)用作一個(gè)‘按鈕’打開你的車庫(kù)門，或者你可以啟動(dòng)一個(gè)安全系統(tǒng)，所有這些都不需要電池，而且是無線的。”
無線W－TENG可以用在外太空、海洋中部，甚至在電力供應(yīng)可能不足的軍事情況下。它也可以用來在災(zāi)區(qū)或發(fā)展中國(guó)家提供電力。
該研究的通訊作者Ramakrishna Podila說：“一些發(fā)展中國(guó)家需要大量的能源，盡管我們?cè)谶@種環(huán)境下可能無法使用電池或電源插座。W－TENG可能是這些地區(qū)更清潔的發(fā)電方式之一。”
目前，研究人員正在為其3D打印無線納米發(fā)生器尋求專利。標(biāo)題為“A Wireless Triboelectric Nanogenerator”的研究論文已經(jīng)發(fā)表在Advanced Energy Materials上。
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