将机械运动转化为电能的新装置

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2021年9月1Alex Smith评论

一种柔软、可伸缩的装置，由美国北卡罗来纳州立大学(NC State)有能力将运动转换为电力，并能在潮湿的环境中发挥作用。

将机械运动转化为电能的新装置。 — *图片来源:Veenasri Vallem。*

机械能-如风的动能，波，身体运动和来自马达的振动-是丰富的。我们发明了一种装置，可以将这种机械运动转化为电能。它的一个显著特点是它在水下工作得很好．

Michael Dickey，研究通讯作者，北卡罗来纳州立大学卡米尔和亨利德雷福斯化学和生物分子工程教授

一种由铟和镓制成的液态金属合金形成了能量采集器的核心。合金被包裹在水凝胶中，水凝胶是一种软而有弹性的聚合物，由水膨胀而成。

水凝胶中的水包括被称为离子的溶解盐。离子倾向于在金属表面聚集，这表现出在金属中诱导电荷的潜力。通过增加金属的面积，可以提供更多的表面来吸引电荷。这产生的电被固定在设备上的电线捕获。

因为设备是软的，任何机械运动都能使它变形，包括挤压，拉伸和扭转。这使得它可以用于收集机械能。例如，水凝胶有足够的弹性，可以被拉伸到原来长度的五倍．

Michael Dickey，研究通讯作者，北卡罗来纳州立大学卡米尔和亨利德雷福斯化学和生物分子工程教授

在进行的实验中，科学家们发现，只要将设备变形几毫米，就能产生大约0.5兆瓦米的功率密度⁻²．这相当于许多著名的能源收集技术所产生的电量。

然而，其他技术也”t工作得很好，如果在所有，在潮湿的环境中。这一独特的功能可以使应用从生物医学设置到运动服装到海洋环境。+，这种设备制作简单。有一条增加力量的路，因此，我们认为我们在这里描述的工作是一个概念验证演示．

Michael Dickey，研究通讯作者，北卡罗来纳州立大学卡米尔和亨利德雷福斯化学和生物分子工程教授

科学家们已经在进行两个相关的项目。

第一个项目的目标是通过增加收割机的功率输出，利用该技术为可穿戴设备供电。第二个项目评估如何利用这项技术来利用海洋的海浪能量。

这篇题为“一种柔性可变区域电双层能量收割机”的论文已经发表在该杂志上先进材料亚博网站下载．这项研究的第一作者是北卡罗来纳州立大学的博士生Veenasri Vallem。

这项研究的共同作者包括Erin Roosa和Tyler Ledinh，他们在研究完成时是北卡罗来纳州立大学的本科生;Sahar Rashid-Nadimi和Abolfazl Kiani曾是北卡罗来纳州立大学的访问学者，目前在贝克尔斯菲尔德的加州州立大学工作;韩国成均馆大学的郑宇进(Woojin Jung)和金泰一(Tae-il Kim)在访问北卡罗莱纳州立大学时参与了该项目。

这项工作得到了北卡罗来纳州的ASSIST中心的财政支持，该中心由美国国家科学基金会(National Science Foundation)拨款ec -1160483。亚博老虎机网登录北卡罗莱纳海岸研究所和韩国技术进步研究院(kdi)的“创新成长全球人才培养计划”也对该研究给予了支持。