Um gerador de fricção pode gerar eletricidade para alcançar a represa?
O efeito triboelétrico é um dos fenômenos mais comuns da natureza. É um fenômeno no qual dois materiais diferentes são esfregados friccionadamente para contatar a superfície. As duas folhas que estão em contato umas com as outras não são carregadas na superfície, mas após o contato, as propriedades são diferentes devido a diferentes materiais, é fácil perder elétrons, e é fácil obter elétrons, causando assim os dois materiais para entrar em contato um com o outro. Positivamente carregado, um lado é carregado negativamente. Essa é a eletrificação friccional que geralmente conhecemos. Embora este fenômeno seja comum, ele não foi efetivamente utilizado como fonte de energia, exceto por ser usado para formar um campo elétrico de alta voltagem em experimentos elétricos.
No final de março, os relatórios sobre "geradores de fricção" causaram preocupação generalizada. A notícia foi selecionada a partir de janeiro de 2012. A equipe de pesquisadores de Wang Zhonglin, cientista-chefe do Instituto de Nanotecnologia e Sistemas de Pequim da Academia Chinesa de Ciências, projetou uma série de geradores de fricção.
Depois que as duas folhas são carregadas pela superfície de atrito do contato, as superfícies das duas folhas são separadas. Como os objetos têm uma tendência a manter a neutralidade elétrica, as duas folhas são conectadas ao circuito externo através da camada do eletrodo, e os elétrons passam pelo circuito externo. Fluindo entre as duas camadas de eletrodos para formar uma corrente - de acordo com este princípio, o gerador pode converter a energia mecânica da brisa, fluxo de água e até movimento humano na natureza em energia elétrica. Este novo tipo de gerador de fricção também é econômico, garantindo a eficiência da geração de energia.
Gerador de fricção pode ser combinado com geradores convencionais para gerar eletricidade
Os geradores de fricção são diferentes dos tradicionais "geradores de indução eletromagnética" e "acionadores de fricção". O núcleo dos geradores de fricção está em duas idéias importantes, uma é o acoplamento da eletrificação de atrito e a indução eletrostática, e a outra é a camada fina. Projeto do eletrodo. O repórter aprendeu que, devido ao uso de materiais de filme com uma espessura de espessura de mícron, todo o dispositivo pode ser macio ou mesmo transparente.
Embora a corrente de saída inicial e a potência do gerador de fricção não fossem ideais, com os esforços da equipe de Wang Zhonglin, após dois anos, o problema foi superado com sucesso. Os pesquisadores descobriram que, durante o processo de deslizamento das duas partes funcionais do gerador de fricção, a quantidade de transferência de carga entre os eletrodos pode ser bastante melhorada pelo padrão ordenado da superfície do material, e é quase linear com a densidade do padrão.
Portanto, eles projetaram uma estrutura de matriz padronizada que produziu um salto qualitativo na potência de saída do gerador de fricção. A última unidade de geração de energia de fricção consiste em um estator circular planarizado e um rotor. Ele usa uma camada de atrito e uma camada de eletrodo com padrão de superfície para obter uma potência de saída média de 1,5 W por meio de um projeto de acionamento de contato rotativo, alcançando até 24%. - 50% de conversão de energia.
Em comparação com o gerador tradicional, a saída do gerador de fricção possui as características de alta tensão e baixa corrente, que podem formar um modo de geração de energia complementar com a baixa tensão e alta corrente do gerador convencional.
Ao mesmo tempo, como o gerador de fricção usa um filme orgânico leve e barato, sua geração de energia por unidade de volume é de 30 a 50 vezes a de um gerador convencional e a geração de energia por unidade de massa é de 30 a 40 vezes a de um convencional. gerador. Tem uma vantagem muito grande na densidade de potência de saída. Atualmente, a equipe de Wang Zhonglin está desenvolvendo e melhorando os geradores de fricção em termos de durabilidade. Os geradores de fricção existentes ainda não possuem atenuação no uso de 1 milhão de rotações.
Qual é a diferença entre um gerador de fricção e um gerador de energia manual?
No Instituto de Nanotecnologia e Sistemas de Beijing, Academia Chinesa de Ciências, Wang Zhonglin mostrou ao repórter o efeito de geração de energia do gerador de fricção: as duas peças conectadas, comprimindo suavemente a superfície para fazer contato, depois de soltar a mão, as luzes conectadas ao terminal são sucessivamente iluminadas. Este modo de converter energia mecânica em energia elétrica não é a primeira vez que apareceu.
Uma lanterna tipo push-type semelhante também converte energia mecânica em energia elétrica, o que é diferente de um gerador de fricção.
Em princípio, o processo de geração de energia da lanterna tipo push é baseado no princípio tradicional de geração de energia de indução eletromagnética. A energia mecânica é fornecida pela pressão da mão, e a engrenagem dentro da lanterna é acionada para girar, dirigindo a bobina para executar o movimento da linha magnética de corte para gerar a corrente. Tal dispositivo de geração de energia deve ter um imã embutido para formar um campo magnético, resultando em um volume e peso relativamente grandes, uma estrutura interna complicada e uma baixa potência de saída, que é um "pequeno eletrodoméstico" com uma pequena potência . O gerador de fricção usa um filme plástico leve e fino, que é compacto e de estrutura simples, e a corrente de saída é aumentada para 3 mA através do design padronizado da superfície de atrito, para que possa realizar não apenas "pequenos aparelhos" como celulares. Fonte de alimentação em tempo real, e é fácil formar uma matriz através de vários conjuntos de geradores de fricção para alcançar o fornecimento de energia em larga escala.
Combinando geradores e circuitos de gerenciamento de energia, os pesquisadores desenvolveram ainda mais um sistema completo de fornecimento de energia. O sistema possui funções como redução de impedância, retificação, armazenamento de energia e regulação de tensão. Ele fornece uma saída CC estável de tensão constante, fornecendo energia em tempo real ou carregamento direto para uma variedade de produtos eletrônicos comuns, incluindo telefones celulares. As densidades de potência de saída atuais são de até 500 watts por metro quadrado.
