Mùa đông đang đến, nhưng tin tốt: Bây giờ chúng ta có thể thu hoạch năng lượng từ tuyết
Một công nghệ mới được phát minh có thể cách mạng hóa thiết bị đeo, kiến trúc và năng lượng xanh.
Mùa đông đang đến, nhưng tin tốt: Bây giờ chúng ta có thể thu hoạch năng lượng từ tuyết
[Nguồn hình ảnh: Oleh Svetiukha / iStock]
BỞI MARK WILSON3 PHÚT ĐỌC
Bất cứ ai đã để iPhone của họ trong một chiếc xe subzero chỉ để thấy pin chết hoặc xem một tấm chăn tuyết phủ bóng lên các tấm pin mặt trời của họ, đều biết: Cái lạnh đóng băng và thiết bị điện tử không trộn lẫn.
Điều đó có thể sớm thay đổi. Các nhà nghiên cứu tại UCLA đã phát triển một bước đột phá đầu tiên bằng cách chế tạo một máy phát cảm biến silicon nhỏ có thể thu được điện trực tiếp từ tuyết được mệnh danh là máy phát điện nano điện ba pha dựa trên tuyết tuyết hoặc tuyết Snow TENG. Nó có thể dẫn đến một làn sóng mới của thiết bị điện tử có thể đeo, tấm pin mặt trời hiệu quả hơn và thậm chí toàn bộ các tòa nhà có thể tạo ra năng lượng trong thời tiết mùa đông với một lớp sơn đơn giản.
[Ảnh: lịch sự UCLA]
Từ những năm 1960, các nhà khoa học đã hiểu một hiện tượng kỳ lạ của tuyết: Nó tích điện dương. Điều đó có nghĩa là nếu nó rơi vào một vật gì đó mang điện tích âm, nó sẽ truyền qua các electron của nó, tạo ra tĩnh điện.
Maher El-Kady, trợ lý nghiên cứu tại UCLA cho biết, tuyết Chúng tôi biết rằng tuyết sẵn sàng từ bỏ các điện tử, vì vậy chúng tôi nghĩ tại sao không mang một vật liệu khác có điện tích trái dấu để trích xuất các điện tử này để tạo ra điện.
Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm các lá nhôm và nhôm cho công việc, nhưng thứ làm việc tốt nhất là silicon đơn giản. Chất rẻ tiền, có mặt ở khắp mọi nơi này được sử dụng trên hầu hết mọi ngành công nghiệp hoạt động tốt hơn bất kỳ thứ gì khác trong việc đánh cắp các điện tử. Điều mà nhóm nghiên cứu cuối cùng đã thực hiện là một phương pháp in silicone 3D lên trên một điện cực nhựa, có thể thu được tĩnh điện được thu hoạch bởi silicone. Tuyết chỉ cần rơi, hoặc tiếp xúc với silicone để tạo ra năng lượng. Như một phần thưởng, nó bền, linh hoạt và chống nước, quá, không cần kim loại hay pin để hoạt động.
[Ảnh: lịch sự UCLA]
El là một điểm khởi đầu, tôi nghĩ rằng thiết bị đeo cho mục đích theo dõi có thể là ứng dụng thiết thực nhất, El nói, El-Kady, cho rằng Snow TENG vẫn chỉ tạo ra mức năng lượng nhẹ. Anh ta có thể mang công nghệ có thể đeo như vậy ra thị trường thông qua doanh nghiệp thương mại Nanotech Energy , nơi anh ta cũng là CTO và nhà nghiên cứu đồng nghiệp Richard Kaner của anh ta trong ban cố vấn.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm đặt TENG tuyết của họ xuống đáy giày đi bộ đường dài và lốp xe đạp. Khi máy phát điện lăn qua tuyết, nó thu năng lượng. Đây cũng là một trạm thời tiết nhỏ, có thể nhìn thấy tuyết trên bề mặt của nó. Điều này có nghĩa là nó có thể đếm các bước hoặc thậm chí ghi lại chuyển động của ván trượt xuyên quốc gia mà đồng hồ thông minh không thể giải mã. Vì nguyên liệu gốc của nó rất rẻ, El-Kady nói với chúng tôi rằng anh ấy nghĩ rằng mỗi cảm biến nhỏ có thể được chế tạo với tất cả 1 đô la. Nếu bạn muốn thêm vào chip Bluetooth để truyền dữ liệu không dây, có thể thêm vào một hoặc hai thùng khác. Nhưng một chiếc Apple Watch viền vàng thì không phải thế này: Snow TENG có giá rẻ.
Về lâu dài, El-Kady tưởng tượng tất cả các khả năng khác. Mỗi năm, tuyết bao phủ trung bình 17,8 triệu dặm của Trái Đất. Nhiều khu vực bị đóng băng vĩnh viễn. Cho rằng đó chỉ là silicone, Snow TENG có thể được phát triển thành dạng xịt không thấm nước, trong suốt. Nó có thể được áp dụng cho hàng da. Nó cũng có thể được áp dụng ngay trên các tấm pin mặt trời, biến chúng thành thiết bị bốn mùa cho nhiều nơi trên thế giới bằng cách cho phép chúng tạo ra năng lượng trong cơn bão tuyết.
Ngay bây giờ, Snow TENG tạo ra các đơn đặt hàng ít năng lượng hơn các tấm pin mặt trời. Nghĩa là nó là năng lượng tầm thường trong bối cảnh của một tòa nhà, nhưng El-Kady chỉ ra rằng nhóm chỉ xây dựng bằng chứng về khái niệm; nó chưa được tối ưu hóa gì cả. Ông ngụ ý, đưa ra một ví dụ gần đây về cải tiến hiệu suất nhanh chóng của máy phát điện nano như tiền lệ, rằng Snow TENG có thể sản xuất năng lượng mặt trời chỉ trong một hoặc hai năm.
Cuối cùng, El-Kady tưởng tượng rằng Snow TENG có thể được sơn lên các tòa nhà (giống như sơn silicon hiện nay), để cung cấp một số mức độ chống thấm và chống ẩm từ độ ẩm. Và tất nhiên, khi tuyết rơi, tòa nhà về cơ bản sẽ là một nhà máy năng lượng đông lạnh khổng lồ. Tất nhiên, Snow TENG không làm được gì nhiều cho bán cầu nam. Chín mươi tám phần trăm tuyết rơi ở phía bắc. Nhưng khi thế giới đối mặt với một tương lai tràn ngập thời tiết khắc nghiệt hơn và khát khao năng lượng không ngừng, chúng ta sẽ không cần một công nghệ để có được. Chúng tôi sẽ cần một bộ chúng cho mọi nơi, và mọi loại thời tiết.
Mùa đông đang đến, nhưng tin tốt: Bây giờ chúng ta có thể thu hoạch năng lượng từ tuyết
[Nguồn hình ảnh: Oleh Svetiukha / iStock]
BỞI MARK WILSON3 PHÚT ĐỌC
Bất cứ ai đã để iPhone của họ trong một chiếc xe subzero chỉ để thấy pin chết hoặc xem một tấm chăn tuyết phủ bóng lên các tấm pin mặt trời của họ, đều biết: Cái lạnh đóng băng và thiết bị điện tử không trộn lẫn.
Điều đó có thể sớm thay đổi. Các nhà nghiên cứu tại UCLA đã phát triển một bước đột phá đầu tiên bằng cách chế tạo một máy phát cảm biến silicon nhỏ có thể thu được điện trực tiếp từ tuyết được mệnh danh là máy phát điện nano điện ba pha dựa trên tuyết tuyết hoặc tuyết Snow TENG. Nó có thể dẫn đến một làn sóng mới của thiết bị điện tử có thể đeo, tấm pin mặt trời hiệu quả hơn và thậm chí toàn bộ các tòa nhà có thể tạo ra năng lượng trong thời tiết mùa đông với một lớp sơn đơn giản.
[Ảnh: lịch sự UCLA]
Từ những năm 1960, các nhà khoa học đã hiểu một hiện tượng kỳ lạ của tuyết: Nó tích điện dương. Điều đó có nghĩa là nếu nó rơi vào một vật gì đó mang điện tích âm, nó sẽ truyền qua các electron của nó, tạo ra tĩnh điện.
Maher El-Kady, trợ lý nghiên cứu tại UCLA cho biết, tuyết Chúng tôi biết rằng tuyết sẵn sàng từ bỏ các điện tử, vì vậy chúng tôi nghĩ tại sao không mang một vật liệu khác có điện tích trái dấu để trích xuất các điện tử này để tạo ra điện.
Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm các lá nhôm và nhôm cho công việc, nhưng thứ làm việc tốt nhất là silicon đơn giản. Chất rẻ tiền, có mặt ở khắp mọi nơi này được sử dụng trên hầu hết mọi ngành công nghiệp hoạt động tốt hơn bất kỳ thứ gì khác trong việc đánh cắp các điện tử. Điều mà nhóm nghiên cứu cuối cùng đã thực hiện là một phương pháp in silicone 3D lên trên một điện cực nhựa, có thể thu được tĩnh điện được thu hoạch bởi silicone. Tuyết chỉ cần rơi, hoặc tiếp xúc với silicone để tạo ra năng lượng. Như một phần thưởng, nó bền, linh hoạt và chống nước, quá, không cần kim loại hay pin để hoạt động.
[Ảnh: lịch sự UCLA]
El là một điểm khởi đầu, tôi nghĩ rằng thiết bị đeo cho mục đích theo dõi có thể là ứng dụng thiết thực nhất, El nói, El-Kady, cho rằng Snow TENG vẫn chỉ tạo ra mức năng lượng nhẹ. Anh ta có thể mang công nghệ có thể đeo như vậy ra thị trường thông qua doanh nghiệp thương mại Nanotech Energy , nơi anh ta cũng là CTO và nhà nghiên cứu đồng nghiệp Richard Kaner của anh ta trong ban cố vấn.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm đặt TENG tuyết của họ xuống đáy giày đi bộ đường dài và lốp xe đạp. Khi máy phát điện lăn qua tuyết, nó thu năng lượng. Đây cũng là một trạm thời tiết nhỏ, có thể nhìn thấy tuyết trên bề mặt của nó. Điều này có nghĩa là nó có thể đếm các bước hoặc thậm chí ghi lại chuyển động của ván trượt xuyên quốc gia mà đồng hồ thông minh không thể giải mã. Vì nguyên liệu gốc của nó rất rẻ, El-Kady nói với chúng tôi rằng anh ấy nghĩ rằng mỗi cảm biến nhỏ có thể được chế tạo với tất cả 1 đô la. Nếu bạn muốn thêm vào chip Bluetooth để truyền dữ liệu không dây, có thể thêm vào một hoặc hai thùng khác. Nhưng một chiếc Apple Watch viền vàng thì không phải thế này: Snow TENG có giá rẻ.
Về lâu dài, El-Kady tưởng tượng tất cả các khả năng khác. Mỗi năm, tuyết bao phủ trung bình 17,8 triệu dặm của Trái Đất. Nhiều khu vực bị đóng băng vĩnh viễn. Cho rằng đó chỉ là silicone, Snow TENG có thể được phát triển thành dạng xịt không thấm nước, trong suốt. Nó có thể được áp dụng cho hàng da. Nó cũng có thể được áp dụng ngay trên các tấm pin mặt trời, biến chúng thành thiết bị bốn mùa cho nhiều nơi trên thế giới bằng cách cho phép chúng tạo ra năng lượng trong cơn bão tuyết.
Ngay bây giờ, Snow TENG tạo ra các đơn đặt hàng ít năng lượng hơn các tấm pin mặt trời. Nghĩa là nó là năng lượng tầm thường trong bối cảnh của một tòa nhà, nhưng El-Kady chỉ ra rằng nhóm chỉ xây dựng bằng chứng về khái niệm; nó chưa được tối ưu hóa gì cả. Ông ngụ ý, đưa ra một ví dụ gần đây về cải tiến hiệu suất nhanh chóng của máy phát điện nano như tiền lệ, rằng Snow TENG có thể sản xuất năng lượng mặt trời chỉ trong một hoặc hai năm.
Cuối cùng, El-Kady tưởng tượng rằng Snow TENG có thể được sơn lên các tòa nhà (giống như sơn silicon hiện nay), để cung cấp một số mức độ chống thấm và chống ẩm từ độ ẩm. Và tất nhiên, khi tuyết rơi, tòa nhà về cơ bản sẽ là một nhà máy năng lượng đông lạnh khổng lồ. Tất nhiên, Snow TENG không làm được gì nhiều cho bán cầu nam. Chín mươi tám phần trăm tuyết rơi ở phía bắc. Nhưng khi thế giới đối mặt với một tương lai tràn ngập thời tiết khắc nghiệt hơn và khát khao năng lượng không ngừng, chúng ta sẽ không cần một công nghệ để có được. Chúng tôi sẽ cần một bộ chúng cho mọi nơi, và mọi loại thời tiết.
Nhận xét
Đăng nhận xét