级别: 院长
UID: 81904
精华: 0
发帖: 1972
威望: 15 点
积分转换
愚愚币: 311 YYB
在线充值
贡献值: 0 点
在线时间: 30(小时)
注册时间: 2009-12-15
最后登录: 2022-08-22
楼主  发表于: 2017-08-25 17:39

 科学家制备出集成一体化摩擦-电磁混合发电机

愚愚学园www.SciFans.net温馨提示:
电磁感应发电机是目前电力供应的主要发电方式,但是电磁感应发电机在低频的条件下输出功率较低,将机械能转化为电能的效率仍有一定的提升空间等。近年来,作为新时代能源的摩擦纳米发电机在收集低频机械能方面取得了令人瞩目的成就。低成本、制备简单的摩擦纳米发电机利用摩擦起电和静电感应效应,能高效地将低频机械能转化为电能。
    
        
            
        
            因此,将摩擦纳米发电机和电磁感应发电机相结合可以弥补电磁感应发电机在低频下收集能量的不足,而且具有进一步提高能量转化效率的潜在价值。然而两者的之间的性质有很大的不同。摩擦纳米发电机相当于一个电流源,电磁感应发电机相当于一个电压源,两者的内阻相差很大。对于混合发电机来说,只有当两种发电机在内阻匹配的工作条件下才能达到最大的输出功率。所以如何解决摩擦纳米发电机和电磁感应发电机之间阻抗匹配的问题并集成化成为混合发电机研究的难点。
        
            
        
            针对以上问题,在北京纳米能源与系统研究所所长王中林院士和李从举研究员的指导下,硕士研究生曹冉等人得灵感于商业化电磁感应发电机的结构,制备出一种旋转套筒式摩擦-电磁混合发电机,该研究将摩擦纳米发电机和电磁感应发电机高度集成在一起。在不影响电磁感应发电机工作的前提下,利用摩擦纳米发电机进一步收集转动的机械能,实现了对机械能的高效收集。此外,该混合发电机在仅仅使用商业变压器的条件下就实现了摩擦纳米发电机和电磁感应发电机的阻抗匹配,极大的减少了能量在复杂管理电路上的损耗。实验结果表明,摩擦纳米发电机和电磁感应发电机在变压器的作用下可以高效的结合在一起:在250 rmp的速度下,混合发电机的匹配内阻为8k,输出功率高达14 mW。该旋转套筒式摩擦-电磁混合发电机不仅可以收集环境中譬如风能、水能、转动能等的机械能,而且可结合目前商业的电磁感应发电机装置提高低频机械能的利用效率,有很大的实用价值和巨大的商业化前景。相关研究成果发表在近期的ACS nano(DOI: 10.1021/acsnano.7b03683)上。 (来源:中国科学院北京纳米能源与系统研究所)
        
            
        
            
        
            
        
            (a)旋转套筒式摩擦纳米发电机结构示意。(b)摩擦纳米发电机和电磁感应发电机实现阻抗匹配。
        
            
    
    
        
    
        


    

    

    特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的来源,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。
分享:

愚愚学园属于纯学术、非经营性专业网站,无任何商业性质,大家出于学习和科研目的进行交流讨论。

如有涉侵犯著作权人的版权等信息,请及时来信告知,我们将立刻从网站上删除,并向所有持版权者致最深歉意,谢谢。