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研究人员如何利用降雪发电?
如今清洁能源正在流行,但目前的技术正在限制其被广泛采用。水力发电和风力发电对普通人来说很难使用,太阳能虽然更容易获得,但设置起来仍然非常昂贵。即使价格不是问题,目前的太阳能电池板技术依赖于持续的光照。
在夏天漫长的日子时,这将不会成为问题;但在凛冬到来后,那些昂贵的太阳能电池板在美国某些地方可能只会成为价格过高的屋顶装饰品。而冬季日照时间变短以及即使轻微的积雪也会抑制太阳能电池板产生能量的能力。
幸运的是,一个非传统的解决方案可能正在进行中。加州大学洛杉矶分校(UCLA)的一个研究小组已经研发出“ 基于雪的摩擦纳米发电机”(snow TENG)。
这个snow TENG究竟可以用来做什么呢?简而言之,它能从降雪中产生能量。由于雪是带正电的,研究人员发现,当降雪与硅树脂表面接触时,就会产生一个电荷。该设备会获取这个电荷来发电。
“虽然雪可能失去电子,但设备的性能取决于提取这些电子时其他材料的效率,”加州大学洛杉矶分校的研究员Maher El-Kady解释说。“在测试了包括铝箔和聚四氟乙烯在内的大量材料后,我们发现有机硅产生的电荷比任何其他材料都多。”
令人惊讶的是,发电机不需要自己的动力源,而且制造起来非常实惠。它也非常薄且有弹性,这使它对元件非常耐用。加州大学洛杉矶分校将snow TENG的设计比作“塑料片”。
El-Kady表示,snow TENG可以应用到现有的太阳能电池板阵列中,有效地在夏季和冬季提供绿色能源。需要明确的是,这项技术仍处于早期开发阶段。
纳米发电机用途?
纳米发电机适用于微型设备、无线传感器网络等小型电子装置的能源供应。这种发电机可以从环境中汲取微小的能量,如机械振动、光、温差等,将其转化为电能供给设备使用。
与传统电池相比,纳米发电机具有体积小、寿命长、可扩展性强等优点,更加环保和经济。同时,纳米发电技术也具有重要的研究价值,可以为研究能量转换和微纳技术提供新的思路和方法。
纳米发电机的用途主要表现在以下几个方面:
为可穿戴设备提供持续稳定的电力供应。随着智能手表、智能眼镜、智能手环等可穿戴设备的普及,对电池续航能力的要求越来越高,纳米发电机可以利用人体的运动能量、体温能量等进行能量转化,为可穿戴设备提供持续稳定的电力供应,不再依赖传统电池的充电和更换,使得可穿戴设备的使用更加便捷和舒适。
为智能建筑提供清洁和可再生的电力来源。智能建筑强调节能环保,纳米发电机可以通过各种方式收集和利用建筑物周围的能量,比如太阳能、风能、振动能等,为智能建筑提供清洁和可再生的电力来源。利用纳米发电机技术,可以将建筑物本身变成一个巨大的发电设备,实现能源的自给自足,减少对传统能源的依赖。
可以应用在移动电子终端、植入性医疗器械(心脏起搏器等)、新能源(包括风能、水能、潮汐能等)、高精度传感器等领域。在电子领域,纳米发电机可随时随地利用人类行走或智能设备运动所产生的动能,将其转化为电能,为电子设备进行充电;在植入性医疗器械领域,纳米发电机可利用心跳进行发电,实现心脏起搏器无需更换电池或者充电即可长时间待机。
综上所述,纳米发电机的应用非常广泛,可以为各种领域提供持续稳定的电力供应。随着技术的不断发展,纳米发电机的应用前景也将越来越广阔。
纳米发电机是一种利用纳米技术制造的微型发电装置,具有广泛的应用前景。它们可以用于收集机械能、热能、光能等,并将其转化为电能。这种发电方式具有高效、环保、便携等优点,因此在能源领域具有很大的潜力。
纳米发电机优缺点?
纳米发电机的优点主要包括:
高效稳定:纳米发电机利用纳米技术,能够将微弱能量转化为电能,并且效率较高,性能稳定。
环境友好:纳米发电机不使用传统电池中的有害物质,对环境无害。
长寿命:纳米发电机的使用寿命较长,可满足长期使用需求。
微型化设计:纳米发电机体积小,方便携带,可以应用于各种小型设备中。
柔性化设计:纳米发电机可以制成柔性材料,适应不同环境的需求。
然而,纳米发电机也存在一些缺点:
产生的能量较小:相较于传统电池,纳米发电机能够产生的能量较小,因此在应用于一些大功率的电子设备中会受到一定限制。
使用寿命还不够长:目前纳米发电机的使用寿命还不够长,这对于一些长寿命设备的需求来说,不太可行。
制备过程复杂且成本高:纳米发电机的制备过程较为复杂和精细,制备成本也相对较高。
总体来说,纳米发电机具有许多优点,但也存在一些不足之处。随着技术的不断进步和发展,相信这些问题也将逐步得到解决。
纳米晶硅是做什么用的?
纳米晶硅(nc-Si)同非晶硅(a-Si)一样是硅的一种同素异型体。和非晶硅的区别在于,纳米晶硅具有小的无定形态的硅晶粒。相比之下,多晶硅完全由晶界相隔的硅晶体颗粒构成。纳米晶硅有时也被称为微晶硅(µc-Si)。差别只在于晶粒的颗粒大小。大部分颗粒大小在微米量级的材料实际上是精细颗粒多晶硅,所以纳米晶硅是一个更好的词。
由于纳米晶硅能够更好地吸收红波和红外波,它可以用制作硅光电池。
中国科学院北京纳米能源与系统研究所怎么样?博士好考吗?有哪些导师值得推荐?
很高兴把自己的拙见推荐给你,中国科学院北京纳米能源与系统研究所是中科院和北京市共建的新型科研单元。2012年,开始筹建,2018年11月被纳入北京市支持建设世界一流新型研发机构建设名单。2019年整建制搬迁至怀柔科学城。
对于选择专业的建议:纳米能源所定位是以纳米能源与微纳系统核心技术为研发目标,在压电电子学、压电光电子学及纳米发电机等相关领域开展基础和应用基础研究;在王中林院士的带领下,纳米能源所在纳米能源与自驱动系统研究领域居国际领先和引领的地位。其原创学科为压电电子学、压电光电子学,也是实力比较强的学科,拥有原创的核心技术,如纳米发电机、自驱动传感系统、海洋蓝色能源、新型高压电源。
至于选择导师嘛,建议还是选择院士团队或者是学科带头人,对于学术研究和今后发展有巨大好处!
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