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美国开发出纳米摩擦发电机:从海浪中获取能源

2021-05-02
移民中的经商经验

关注EB-5移民关注美国科研成果:作为可再生能源,太阳能和风能最大的缺点就是不可连续性——晴天和多风的日子并不是总能碰到。就这一点而言,波浪拥有无可比拟的上风。美国佐治亚理工学院的科学家开发出一种利用海浪发电的纳米摩擦发电机。探索人员称,这种发电机结构简单、廉价易用,可昼夜无休地连续工作。相关论文发表在《应用化学》杂志上。

摩擦发电效应是两种材料接触和分别产生电荷的一种现象。负责这项探索的美国佐治亚理工学院王中林(音译)团队,此前曾开发出一种能为手机电池充电的固体摩擦发电机。而新探索面临的问题是,如何让摩擦发电在潮湿如海水的环境中产生?

探索人员发觉,摩擦发电现象并不限于固体之间,它同样存在于液体环境当中。唯独的要求是,两种物质特定的电子能水平足够接近。对水而言,它所需要的仅仅是一个适合的“拍档”。通过实验,他们发觉一种特殊的塑料或能当此复任。

作为原型,探索人员制作了一个绝缘的塑料容器。这个容器有盖和底,上面安装了由铜片制成的电极。他们的系统之所以能够成功,是因为其盖子内部涂有一层纳米级、微型金字塔状的聚二甲基硅氧烷(PDMS)。而容器中则装满了去离子水。当盖子下落时,这些微型金字塔就会与水发生接触,一批聚二甲基硅氧烷原子就会被电离,从而产生负电荷;与此同时,水面上也会相应产生正电荷。当聚二甲基硅氧烷层离开水送出电荷后就完成了一个完整的摩擦发电过程。

其原理是利用了聚二甲基硅氧烷与水之间的电位差。挑选聚二甲基硅氧烷的原因,是其优良的疏水性减少了水的附着,特殊的金字塔外形更易让水脱落。

当置于海水中时,该装置会随着波浪,周期性地上升与下落,其中的电极与整流器和电容相连,产生的直流电能够点亮60盏LED灯。探索人员称,该装置拥有广泛的应用价值,由于对温度敏捷可将其作为一种温度传感器;如将其他传感器附着在上面,它也能为生物分子传感器和化学传感器的设计提供更多的想象空间。yM16.com

延伸阅读

能源危机影响哥斯达黎加发电成本 用户电费不断上涨


据哥斯达黎加投资移民专家了解,自2008年至2013年4月,哥斯达黎加用于发电的燃油进口额约9.2亿美元(约46.4179亿克朗),这笔费用足以建造3个177兆瓦的水电站,约为哥历史上最大规模水电站---莱文塔松项目(14亿美元)造价的66%,该项目位于利蒙省的希吉雷斯市。

自2007年爆发了最近一次能源危机以来,哥斯达黎加燃油发电约占总发电的9%。在枯水期,地热发电成为水电的重要发电补充来源,但这一情况在近年气候异常的背景下变得更加复杂。2013年1至4月,哥斯达黎加用于发电的燃料油进口额约6.23亿克朗,几乎是公共服务管理局(ARESEP)预计数字(3.56亿克朗)的1倍。这使得今年1月用户电费增长了3%至13%,4月电费增长了9%至14%。进入雨季后,预计电价将有所下调,约为4.27%。

哥斯达黎加环境和能源部长雷内·卡斯特罗认为,缓解这一问题的手段有三1、发展地热发电;2建造大型水电站;3、进口液化天然气发电。

哥斯达黎加由于公共投资不足,基础设施状况不佳,无论在竞争环境下还是国内环境下生产和效率都被扭曲。近几年,哥国政府似乎也慢慢意识到基础设施对于本国经济发展的影响,不断加大投资力度,改善投资环境。这也让不少海外投资者看到了哥国的投资前景所在,哥斯达黎加投资移民项目也越来越受关注。

加拿大开发电子智能印刷材料 用于药品包装


关注加拿大投资移民关注加拿大科技发展:近日,加拿大科学和技术国务部长格雷格·里奇福德宣布,将成立一个新的工业联盟,并通过国家研究理事会(NRC)投入4000万加元开发具有电子智能功能的印刷材料。新项目将致力于开发新的功能性油墨、印刷工艺以及电子电路,其应用将涵盖可跟踪用药历史的药品包装,告知顾客食物何时变质的电子标签等。

里奇福德表示,新的项目及联盟致力于将加拿大打造成全球可印刷电子领域的领先者。加政府将与包括学术界和产业界在内的多个行业伙伴进行密切合作,支持开发超薄、灵活和廉价的电子产品。

NRC将在未来5年内为“可印刷电子”项目投入4000万加元的资金,为打造智能社会开发尖端技术和更轻型电子器件。如可降低运输费用的智能标签,用于改善医疗保健服务的智能药品包装,增强银行钱币安全的新防伪措施以及可印刷的射频识别天线等。

NRC负责新兴技术的副总裁丹·韦恩说,可印刷电子技术将允许日常物品与顾客进行互动,这在5年前是不可想象的。可印刷电子技术将掀起一场制造高容量、互动式消费产品的革命,并在每个层面彻底改变我们所处的世界。

新成立的工业联盟在未来5年也将挹注1600万加元的资金,集中加拿大企业和研究中心的资源,提供战略性研究和开发、技术服务,并对设计和制造技术进行测试。这将帮助工业客户在开发新产品时弥合技术差距,并为其他创新产品的设计提供一个强大的技术平台。

巨型飞艇风电机惊现美国天空


移民美国聚焦美国生活新闻:飞艇,这种曾在飞机普及前被广泛使用的飞行器近两年被赋予了各种新使命。

近日,美国阿拉斯加中部城镇费尔班克斯的天空中出现了一艘巨大的飞艇,其外观就像是海中的鳐鱼,不过它的作用可不是用来载客观光,而是科学家最新发明的高空风力发电机。

据外媒介绍,麻省理工学院的Altaeros研究团队正在测试这种名为“空中浮动涡轮”(BAT)的新型风电系统,其内部充满了氦气,通常会被放置在距地面1000-2000英尺(约合305-610米)的空中,产生的电能将通过导线传回地面设备。

至于为何要把飞艇放在数百米的高空,研究小组认为,这一高度的风资源丰富,而且很少有飞鸟经过,因此无论对设备还是鸟类来说都更加安全,同时地面上的人也能够很好的观察风电机的工作状态。

研究小组认为,高空风电的效率是地面同类设施的2倍,不过随之而来的是成本的上升。

估算数据显示,高空风电每产生1千瓦/时电力的成本是18美分,而传统地面风力发电的成本只有4-5美分。

对此,研究小组表示,高空风电目前并不会大规模部署,该项目的初衷是希望能够为那些生活在偏远地区的人们提供电能。

据悉,Altaeros团队的测试将持续18天时间,耗资高达130万美元。

英国推发电地板 踩一下发电4瓦


关注英国移民关注英国科技进展:在地板上蹦蹦跳跳、走个路就能产生电力,这是真的吗?英国公司Pavegen Systems最近开出了发电地板,并在肯特郡一所学校进行了测试,当学生在走廊里跑步、跳跃时,该地板砖就会发出连续电量,学生在地板上每踩一步,就能产出4瓦的电,估量一年停来收集的电力,可以布满853部手机,或者供一部手机通话两年半时间,可供一个灯泡连续照明两个月以上时间;可供一辆电动汽车行驶7英里。

发电地板创意来源设计者学生时代

地板发电创意来自Pavegen Systems CEO劳伦斯·肯姆鲍尔-库克(Laurence Kemball-Cook),他曾是上述肯特郡学校的一名学生。“想象一停,如果英国所有学校的学生走走跳跳就能为学校走廊的灯或教室内的应用供电,那会是什么景象。”库克说。

学生在地板上每踩一步 就能产出4瓦

4瓦电力足以点亮天花板的灯,只要连续跳动,电力就会源源不绝,隐秘在于学生脚停的发电地板。设计者库克:“它所作的就是有用率地,采集你脚步上的复量,那个向停的动作只要5毫米,我们其实是使用混合内部发电机技术,当人们走在上面,将会得到连续的流流电力,大致是12伏特。”

发电地板一年的电力可布满853部手机

发电地板是用回收的轮胎和聚化物制成,产生的电力没有立刻用掉,也可以储存在电池里供日后使用按照一年时间运算,由瓷砖组成的12米长的地板产生的电量可以完全布满853部手机;可供一部手机连续使用两年半时间;可供一个灯泡连续照明两个月以上时间;可供一辆电动汽车行驶7英里。

发电地板在运动赛事上接受测试

这种地板最初是在肯特郡的一所学校以及科学博物馆内测试,然后又在巴黎马拉松和奥运会赛事期间接受测试。目前运用在校园的数据,将作为将来智能都邑的参考,或许将来用人类的步伐,就能让一座都邑亮起来。

库克的创造并不是仅此一种,他还曾开发出了一种舞池,可在音乐节使用。它答应舞者在跳舞的同时为手机充电。

美国加州创太阳能发电新纪录


美国移民关注美国新闻:3月8日,美国黄金州-加利福利亚州太阳能发电为该州电网提供了4093兆瓦时的电力,突破同期3926兆瓦时,超越了以往所有的纪录。这一数据是由加州独立系统运营商(ISO)提供的,近两年的增幅几乎达到了50%。

加州ISO总裁Steve Berberich表示 “这一成果显示了,加州不但注重新能源的使用可能性和并网性,更为实际效益作出有意义的贡献。” 周六的太阳能发电数字对该州的太阳能产业特别有启发。据电力科学研究院报告,加州的太阳能安装容量的78%并入电网,占总体电力需求的18%。通俗地说,这意味着上周六,太阳能为3百万加州居民提供了电力。“这一里程碑也说明了,我们已进入了一个新时代,就是清洁,可再生能源担负起其电力供应份额了”,Berberich补充说道。

太阳能产业协会(SEIA)的数据显示,加州超越其他各州,拥有安装太阳能发电最高的累计容量,达到了5.23吉瓦。结合风和火电,加州的可再生能源发电容量超过15吉瓦。

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