利用風雨發電之人造樹葉

 

刊登日期:2023/5/17
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義大利技術研究院(IIT)開發了一項利用人造樹葉從風或雨滴中生成電力的能量採集系統(Energy Harvesting),可以產生足夠LED發光的電力,並為系統本身供電。
 
能量採集是一種收集周遭微量能量並將其轉化為電能的環境發電技術,此次開發的系統則是在真實植物的葉子之間加入了積層結構的人造葉以進行運用。人造葉下方為聚矽氧彈性體層(Silicone Elastomer),可利用於風力發電。當風吹之際,人造葉與植物的葉子因搖擺而相互接觸、分離,植物分開時會產生靜電,靜電帶入植物內部產生電流並透過電極回收。既有利用植物的能量採集系統中也有以類似技術進行風力發電的例子,但新系統的特點則在於還可以利用雨滴發電。為了利用雨滴發電,葉子的上層以氟化乙烯丙烯(FEP)製成。當雨滴落在FEP層後,促使人造葉表面帶電,人造葉內部與上方的電極相連而形成電容器。隨著雨滴在表面上擴散,電極之間的電容耦合發生變化並產生電流。
 
IIT將人造葉系統結合於夾竹桃葉中,並就其能量採集能力進行調查。實證結果顯示,1滴水滴可獲得40 V以上的最大電壓與15 μA以上的最大電流,能為11個LED燈供應電力。新系統可以單獨或同時利用風能與雨能。現有利用風能的能量採集系統當設備表面潮濕時,發電量有趨減的傾向。然而由於人造葉系統上部為FEP層,因此即使在潮濕條件下仍可回收大量電力。新開發的人造葉能量收集系統可望適用於農業、林業的植物健康狀態觀察或是氣候條件監測等自行發電型監控用途。

資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/230417_artificial-leaf-draws-power.html
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