利用空氣中水分發電之自動充電超薄裝置

 

刊登日期:2022/9/21
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新加坡國立大學(NUS)開發了一項利用空氣中的水分做為能量源之充電式布製電池,由厚度約0.3 mm的薄布與海鹽、碳墨水(Carbon Ink)、特殊吸水凝膠所組成,輸出功率高於3號電池,將可望適用於自動發電型穿戴式裝置等各類用途。
 
新開發的水分驅動型發電裝置(Moisture-driven Electricity Generation;MEG)由一層塗佈了碳奈米粒子的薄布構成,薄布則是使用一般由木漿與聚酯製成的市售織物。研究團隊在布的部分表面塗佈了特殊吸水凝膠,製作出濕區與未經塗佈的乾區,並透過持續維持兩區域的水分差距,即可實現數百小時的電力輸出。既有的MEG在水分飽和之後會產生輸出功率下降的問題,此次透過乾區的設置,進而克服了此項課題。
 
利用海鹽製成的特殊吸水凝膠可以從空氣中吸收水分,且能吸收原始重量6倍以上的水分。MEG即使放置在高濕度的室外環境中30天,濕區仍然保持濕潤,並確認MEG可維持電力輸出。此外,開發的MEG具有高柔軟性,能夠承受扭曲、滾動、彎曲等應力。一片1.5×2 mm大小的發電布吸水後,在一定環境下可提供150小時以上、最大0.7V的電力。另經實驗確認,將3片MEG連結,可實現1.96V的電力,輸出功率高於3號電池。由於MEG採用了容易取得的市售材料,1平方公尺的製造成本僅約0.15新加坡幣,將可望適用於大規模生產。

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