在海中亦能發電之摩擦帶電型奈米發電機「S-TENG」

 

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美國喬治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)的國際研究團隊從在海水中搖晃的海藻動作獲得靈感,開發了一項利用海浪能量且具柔軟性的摩擦帶電型奈米發電機「S-TENG(Seaweed-like Triboelectric Nanogenerator)」。除了海面之外,亦可用於海中發電,將可望應用於海洋感測器的電能供應用途。

目前許多沿岸地區為了蒐集海流、潮汐、海水透明度等資訊,會使用感測器網絡等「海洋物聯網(IoT)」設備以利於船隻航行或水質監測等用途。但須定期交換電池的設備系統耗費時間與成本,而風力或太陽能的電力供應則不適用於水中。海浪擁有足夠搬運砂石的強大能量,除了大浪之外,小而平緩的波浪亦可望活用做為再生能源。研究團隊在1.5×3吋(約3.8×7.6 cm)的PET與FEP薄膜上塗佈導電性油墨,並以薄海綿夾在2片薄膜之間設計出空氣層,再利用防水膠帶密封,進而製作出「S-TENG」

在實驗中將S-TENG的一端連接到浮標並沉入海中,或是如同海藻般設置於海底,確認當海浪形成,薄膜即彎曲擺動而發電。當水壓施加於S-TENG時,雖然兩層導電薄膜之間的空氣層會變窄,但在相當於水深9公尺的壓力100kPa之下亦能發電。此外,研究團隊亦已實證確認將多個S-TENG沉入水中,可讓溫度計或裝設30個LED、Mini LED的燈座發揮效能,未來可望應用於小型水中發電系統等海洋IoT用途。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/211209_flexible-seaweed.html
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