Kan en friksjonsgenerator generere strøm for å nå dammen?
Den triboelektriske effekten er et av de vanligste fenomenene i naturen. Det er et fenomen hvor to forskjellige materialer gis friksjon for å kontakte overflaten. De to arkene som er i kontakt med hverandre, er ikke ladet på overflaten, men etter kontakten er egenskapene forskjellige på grunn av forskjellige materialer, det er lett å miste elektroner, og det er lett å få elektroner, og derved forårsaker de to materialer for å kontakte hverandre. Positivt ladet, den ene siden er negativt ladet. Dette er friksjonselektrifisering som vi generelt kjenner. Selv om dette fenomenet er vanlig, har det ikke blitt brukt effektivt som en strømkilde, bortsett fra at den brukes til å danne et høyspennings elektrisk felt i elektriske eksperimenter.
I slutten av mars forårsaket rapporter om "friksjonsgeneratorer" utbredt bekymring. Nyheten ble valgt fra januar 2012. Forskningsgruppen Wang Zhonglin, sjefforsker ved Beijing Institute of Nano Energy and Systems, kinesisk vitenskapsakademi, utformet en rekke friksjonsgeneratorer.
Etter at de to arkene er ladet av kontaktfriksjonsoverflaten, skilles overflatene på de to arkene. Siden objektene har en tendens til å opprettholde elektrisk nøytralitet, er de to arkene koblet til den eksterne kretsen gjennom elektrodlaget, og elektronene passerer gjennom den eksterne kretsen. Strømning mellom de to elektrodelagene for å danne en strøm - ifølge dette prinsippet kan generatoren omdanne den mekaniske energien til bris, vannstrømning og til og med menneskelig bevegelse i naturen til elektrisk energi. Denne nye typen friksjonsgenerator er også kostnadseffektiv samtidig som effektgenereringseffektiviteten sikres.
Friksjonsgeneratoren kan kombineres med konvensjonelle generatorer for å generere elektrisitet
Friksjonsgeneratorer er forskjellige fra tradisjonelle "elektromagnetiske induksjonsgeneratorer" og "friksjonsstartere". Kjernen av friksjonsgeneratorer ligger i to viktige ideer, den ene er koplingen av friksjonselektrifisering og elektrostatisk induksjon, og den andre er tynt lag. Elektrode design. Reporteren lærte at på grunn av bruken av filmmaterialer med tykkelse i mikrontykkelse, kan hele enheten være myk eller til og med gjennomsiktig.
Selv om den første utgangsstrømmen og kraften til friksjonsgeneratoren ikke var ideell, har Wang Zhonglin-teamet, etter to år, lykkes med å overvinne problemet. Forskerne fant at under glideprosessen av de to arbeidsdelene av friksjonsgeneratoren, kan mengden av ladningsoverføring mellom elektrodene forbedres sterkt ved den ordnede mønstringen av materialoverflaten, og den er kvaslinjær med mønsterdensiteten.
Derfor utformet de en mønstret arraystruktur som ga et kvalitativt sprang i utgangseffekten til friksjongeneratoren. Den nyeste friksjonskraftgenereringsenheten består av en planarisert sirkulær stator og en rotor. Den bruker et overflatemønstret friksjonslag og elektrodlag for å oppnå en gjennomsnittlig utgangseffekt på 1,5W gjennom en roterende kontaktdrevdesign, som oppnår opptil 24%. - 50% energi konvertering.
Sammenlignet med den tradisjonelle generatoren har utgangen av friksjonsgeneratoren egenskapene til høyspenning og lav strøm, som kan danne en komplementær kraftgenereringsmodus med lavspenning og høy strøm av den konvensjonelle generatoren.
På samme tid, fordi friksjonsgeneratoren bruker en lett og billig organisk film, er dens kraftproduksjon per volum på 30 til 50 ganger den for en konvensjonell generator, og kraftproduksjonen per massemasse er 30 til 40 ganger den av en konvensjonell generator. Den har en meget stor fordel i utgangseffektdensiteten. I dag utvikler og utvikler Wang Zhonglin-teamet friksjonsgeneratorer når det gjelder holdbarhet. De eksisterende friksjonsgeneratorene har fortsatt ingen demping ved bruk av 1 million rotasjoner.
Hva er forskjellen mellom en friksjonsgenerator og en manuell kraftgenerator?
På Beijing institutt for nano-energi og systemer, kinesisk vitenskapsakademi, viste Wang Zhonglin reporteren kraftgenereringseffekten av friksjonsgeneratoren: de to stykkene som er koblet sammen, klemmer forsiktig på overflaten for å få kontakt etter at hånden slippes, Lysene som er koblet til terminalen, lyser etter hvert. Denne måten å konvertere mekanisk energi til elektrisk energi er ikke første gang den har oppstått.
En lignende lommelykt på lommelykt konverterer også mekanisk energi til elektrisk energi, som er forskjellig fra en friksjonsgenerator.
I prinsippet er kraftproduksjonsprosessen av push-type lommelykt basert på det tradisjonelle elektromagnetiske induksjonsaggregasjonsprinsippet. Den mekaniske energien er tilveiebragt ved å trykke på hånden, og giret i lommelykten drives for å rotere, og derved kjøre spolen for å utføre bevegelsen av skjæremagnetlinjen for å generere strømmen. En slik kraftgenereringsanordning må ha en innebygd magnet for å danne et magnetfelt, noe som resulterer i et relativt stort volum og en vekt, en komplisert indre struktur og en lav utgangseffekt, som er et "lite elektrisk apparat" med liten effekt . Friksjonsgeneratoren bruker en lett og tynn plastfilm, som er kompakt og enkel i konstruksjon, og utgangsstrømmen økes til 3 mA gjennom den mønstrede utformingen av friksjonsoverflaten, slik at den ikke bare kan realisere "små apparater" som f.eks. mobiltelefoner. Real-time strømforsyning, og det er lett å danne en matrise gjennom flere sett med friksjonsgeneratorer for å oppnå storskala energiforsyning.
Ved å kombinere generatorer og strømstyringskretser har forskerne videreutviklet et komplett lite strømforsyningssystem. Systemet har funksjoner som impedans reduksjon, utbedring, energilagring og spenningsregulering. Det gir en konstant spenningsstabil DC-utgang, som gir strøm i sanntid eller direkte lading for en rekke vanlige elektroniske produkter, inkludert mobiltelefoner. Nåværende utgangseffektdensiteter er opptil 500 watt per kvadratmeter.
