Технология волновой энергии — проверенный источник генерации энергии, но энергия присуща каждой молекуле жидкости на Земле, даже когда жидкость находится в состоянии покоя. На молекулярном уровне атомы и ионы всегда движутся. Если это наномасштабное движение можно будет использовать, оно может стать большим источником энергии.
«На Земле имеется огромное количество воздуха и жидкости, и их успешный сбор может произвести гигантское количество энергии для общества», — сказал автор Юйчэн Луань.
Луан и его коллеги протестировали устройство для сбора молекулярной энергии, которое улавливает энергию естественного движения молекул в жидкости. Их работа показала, что молекулярное движение можно использовать для генерации стабильного электрического тока. Их работа «Молекулярный комбайн теплового движения для преобразования электроэнергии» появилась в APL Materials.
Чтобы создать устройство, исследователи погрузили наномассивы пьезоэлектрического материала в жидкость, что позволило движению жидкости перемещать нити, как морские водоросли, колышущиеся в океане, за исключением того, что в этом случае движение происходит на невидимом молекулярном уровне, а нити изготовлен из оксида цинка . Материал оксида цинка был выбран из-за его пьезоэлектрических свойств, а это означает, что, когда он колеблется, изгибается или деформируется при движении, он генерирует электрический потенциал .
«Как хорошо изученный пьезоэлектрический материал, оксид цинка может быть легко синтезирован в различные наноструктуры, включая наноусы», — сказал Луан. «Наноусы — это аккуратная и упорядоченная структура из множества нанопроволок, похожая на щетину зубной щетки».
Их сборщики энергии могут быть использованы для питания нанотехнологий, таких как имплантируемые медицинские устройства, или их можно масштабировать до полноразмерных генераторов и производства энергии в киловаттном масштабе. Одной из ключевых конструктивных особенностей устройства является то, что оно не зависит от каких-либо внешних сил, что увеличивает его потенциал как революционного источника чистой энергии.
«Устройства для сбора молекулярного теплового движения не нуждаются в какой-либо внешней стимуляции, что является большим преимуществом по сравнению с другими сборщиками энергии», — сказал Луан.
«В настоящее время электрическая энергия в основном получается за счет внешней энергии, такой как энергия ветра , гидроэнергетика, солнечная энергия и другие. Эта работа открывает возможность получения электрической энергии за счет молекулярного теплового движения жидкостей, из внутренней энергии физическая система, существенно отличающаяся от обычного механического движения».
Авторы уже работают над следующим этапом разработки, чтобы улучшить плотность энергии устройства путем тестирования различных жидкостей, высокоэффективных пьезоэлектрических материалов, новых архитектур устройств и увеличения размера устройства.
«Мы считаем, что этот новый тип системы станет для людей незаменимым способом получения электроэнергии в ближайшем будущем».
Теги: энергия
