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低成本“風力收割機”可將微風變電能

新加坡科學家開發出一種低成本的“風力收割機”,可捕捉微風般柔和的風能,將其儲存為電能。實驗顯示,當暴露在速度低至2米/秒的風中時,該裝置可產生3伏電壓及290微瓦的電力,足以為商業感測器供電,讓其將資料傳送到手機或計算機上。相關研究發表於最近的《機械系統與訊號處理》雜誌。

該裝置的主體由纖維環氧樹脂製成,主要附件能與風相互作用,且由銅、鋁箔和特氟龍等廉價材料製成。由於設計結構靈活,當“風力收割機”暴露於氣流中時會振動,在薄膜上形成電荷,當電荷從鋁箔流向銅薄膜時,會形成電流。

在實驗室測試中,研究人員發現,這款裝置可以在風速為4米/秒的情況下持續為40個發光二極體(LED)供電。它還可以觸發感測器裝置,併為其提供足夠的電力,以無線方式將室溫資訊傳送到手機上。這表明,該“風力收割機”不僅可以發電,為裝置持續供電,還可以將多餘電量儲存起來,以便在無風的情況下為裝置長時間供電。

研究團隊指出,這款“風力收割機”有可能取代為LED燈和健康監測感測器供電的電池。這些裝置主要用於橋樑和摩天大樓內,監測建築結構的狀況。該裝置尺寸僅為15釐米×20釐米,可以很容易地安裝在建築物的側面,非常適合於城市環境。更重要的是,該裝置不受雷雨的影響。

該研究負責人、南洋理工大學土木與環境工程學院結構工程師楊耀文(音譯)教授說:“我們旨在研製出小型能量採集器來實現更具針對性的功能,如為小型感測器和電子裝置供電的儀器。這款‘風力收割機’也可以作為小型鋰離子電池的潛在替代品,因為其能自給自足,只需要偶爾維護,不使用重金屬,因此不會造成環境問題。最新研究有助於減少電子垃圾,降低其對環境的影響。”

研究團隊計劃進一步改善該裝置的能量儲存能力,並用不同材料進行實驗,以提高其輸出功率。

【來源:科技日報】

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