Вчені з Гонконгу придумали новий тип електрогенератора з високим ККД та питомою потужністю у тисячу разів більшою, ніж у існуючих досі інших подібних пристроїв. Їх винахід дозволяє отримувати від падіння однієї краплі води з висоти 15 см напругу понад 140 вольт, а енергії цього падіння вистачить для живлення 100 невеликих світлодіодних ламп. Таким чином, дощі можуть стати новим джерелом поновлюваної, найдешевшої енергії, – повідомляє elektrovesti.net.
Винайдений інженерами з Міського університету Гонконгу генератор електроенергії з крапель відрізняє від аналогічних конструкцій два ключові чинники. По-перше, дослідники виявили, що тривале падіння крапель на політетрафторетилен (ПТФЕ, тефлон), матеріал з квазі-постійним електричним зарядом, забезпечує новий метод акумуляції та зберігання поверхневих зарядів високої щільності. Коли краплі води постійно падають на поверхню ПТФЕ, поверхневий заряд накопичується і поступово досягає насичення. Це відкриття допомагає обійти проблему низької щільності заряду.
Другий фактор – унікальний пристрій, що нагадує польовий транзистор. Він складається з алюмінієвого електрода й електрода з оксиду індію та олова з нанесеною на нього плівкою з ПТФЕ. Електрод з плівкою відповідає за генерацію, зберігання та індукцію заряду. Коли краплі під час падіння потрапляють на нього і розподіляються по його поверхні, вони «з’єднують» алюмінієвий електрод і електрод з плівкою ПТФЕ, замикаючи вихідну систему в електричний ланцюг.
Така конструкція дозволяє акумулювати поверхневі заряди високої щільності. У той же час, коли вода з’єднує два електроди, усі збережені заряди на ПТФЕ можуть бути вивільнені для генерації електричної напруги. Внаслідок цього і миттєва питома потужність, і ефективність перетворення енергії стають набагато вище.
«Наше дослідження показує, що крапля води об’ємом 100 мікролітрів, яка впала з висоти 15 см, може дати напругу понад 140 вольт. А енергії вистачить на роботу 100 невеликих світлодіодних ламп», – заявив професор Ван Чжен, один з керівників наукової групи.
Миттєва питома потужність генератора досягає 50,1 В/м2, тобто у тисячі раз більше, ніж у аналогічних пристроїв, що не використовують польових транзисторів.
Ван Чжен додав, що підвищення миттєвої питомої потужності відбувається не в результаті додаткової енергії, а в результаті перетворення кінетичної енергії самої води. «Кінетичну енергію падаючій воді надає гравітація, і її можна вважати безкоштовною та відновлюваною, – пояснив він. – Її слід використовувати найкращим чином».
Ще один варіант використання гідроресурсів для вироблення електрики запропонували вчені з США. Вони створили першу систему, яка складається лише з двох мембран і при цьому не споживає енергію, а тільки віддає її.
Поділитись в соцмережах:
