中科院外籍院士王中林:納米薄膜有望開辟發(fā)電新路
2016-07-18 來源:科技日報
一陣微風(fēng),能燒熱你家的電飯鍋;一片安靜的海,能點亮全中國的路燈。近日在北京召開的“納米能源與納米系統(tǒng)國際學(xué)術(shù)會議”上,中科院外籍院士王中林告訴記者,他的“納米發(fā)電機”能夠完美利用一切輕柔的能量,比如風(fēng)和浪。
“我們?yōu)槭裁匆ù髩涡钏屗畮影l(fā)電機高速旋轉(zhuǎn)呢?因為低頻率的機械能難以轉(zhuǎn)化。”王中林說,“而納米薄膜能夠利用10赫茲甚至是1赫茲以下的機械波。”
王中林是中科院北京納米能源與系統(tǒng)所所長,2015年他成為全球物理學(xué)領(lǐng)域論文被引用最多的人。他鉆研十年的納米發(fā)電技術(shù),是納米學(xué)界的熱門話題。
王中林研制的發(fā)電機核心是納米薄膜,原理是:兩張薄膜接觸產(chǎn)生靜電,輕輕一個外力分開它們,就有了電勢差。“這個過程中,50%的機械能變成了電能。”王中林說。
納米薄膜如此敏感,壓一下就有電,搓一下也有電,吹口氣也能來電。王中林展示了一項應(yīng)用:PM2.5高達1600多的汽車尾氣,通入一個iPad包裝盒大小的凈化器,出來后PM2.5只有20——尾氣吹拂下,納米薄膜帶了電,吸附了微顆粒。
除了尾氣凈化器,王中林和同事正在研發(fā)“智能鞋”。記者看到了演示視頻:原地踏步,運動鞋邊鑲的一排LED燈每次落地都會亮起來。鞋里放了納米發(fā)電薄膜,能量來自落地的壓力。
“你只要走路,智能鞋就能給你的手機和隨身電器供電。你只要擺臂,腋下的納米薄膜也能摩擦發(fā)電。”王中林說,未來將有大量的移動設(shè)備和傳感器走進生活,納米薄膜很適合給它們隨時隨地充電。人呼吸的一起一伏,通過納米發(fā)電機,就足夠驅(qū)動心臟起搏器。
王中林說,高效率的納米薄膜由便宜的高分子塑料、鋁和銅制成,結(jié)構(gòu)簡單,制作簡便,所以可用于大規(guī)模發(fā)電。
在一項實驗中,王中林給房頂上種了“草”,全是納米薄膜葉子,微風(fēng)吹動“葉子”貼上又分開,發(fā)出的電夠一個家庭使用。
類似的,納米葉片放在浮球中,水里一搖就能發(fā)電。浮球組成的網(wǎng)絡(luò)可以漂在海面、江面上,給整個城市供電。“我們通過實驗和計算認為,一平方公里的普通海面完全覆蓋浮球網(wǎng)絡(luò)時,發(fā)電功率超過1兆瓦。”王中林說,這意味著1萬平方公里的海面發(fā)電量與一個三峽電站相當(dāng),他稱之為“藍色能源”。
海浪起伏所產(chǎn)生的勢能,人類一直無法利用。有一些波浪發(fā)電實驗設(shè)備,機械變形驅(qū)動發(fā)電機,但無法商用,因為波浪一小,發(fā)電機轉(zhuǎn)不起來。王中林的納米發(fā)電技術(shù)從原理上來說幾乎是完美的波浪能量收集者。
自英國科學(xué)家法拉第于1831年發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)原理以來,從風(fēng)車到核電廠全都依靠法拉第發(fā)電機。除此以外的發(fā)電模式只有光伏電池和燃料電池,但兩者在應(yīng)用上都不盡如人意。王中林的納米薄膜有望開辟新路。
“我們?yōu)槭裁匆ù髩涡钏屗畮影l(fā)電機高速旋轉(zhuǎn)呢?因為低頻率的機械能難以轉(zhuǎn)化。”王中林說,“而納米薄膜能夠利用10赫茲甚至是1赫茲以下的機械波。”
王中林是中科院北京納米能源與系統(tǒng)所所長,2015年他成為全球物理學(xué)領(lǐng)域論文被引用最多的人。他鉆研十年的納米發(fā)電技術(shù),是納米學(xué)界的熱門話題。
王中林研制的發(fā)電機核心是納米薄膜,原理是:兩張薄膜接觸產(chǎn)生靜電,輕輕一個外力分開它們,就有了電勢差。“這個過程中,50%的機械能變成了電能。”王中林說。
納米薄膜如此敏感,壓一下就有電,搓一下也有電,吹口氣也能來電。王中林展示了一項應(yīng)用:PM2.5高達1600多的汽車尾氣,通入一個iPad包裝盒大小的凈化器,出來后PM2.5只有20——尾氣吹拂下,納米薄膜帶了電,吸附了微顆粒。
除了尾氣凈化器,王中林和同事正在研發(fā)“智能鞋”。記者看到了演示視頻:原地踏步,運動鞋邊鑲的一排LED燈每次落地都會亮起來。鞋里放了納米發(fā)電薄膜,能量來自落地的壓力。
“你只要走路,智能鞋就能給你的手機和隨身電器供電。你只要擺臂,腋下的納米薄膜也能摩擦發(fā)電。”王中林說,未來將有大量的移動設(shè)備和傳感器走進生活,納米薄膜很適合給它們隨時隨地充電。人呼吸的一起一伏,通過納米發(fā)電機,就足夠驅(qū)動心臟起搏器。
王中林說,高效率的納米薄膜由便宜的高分子塑料、鋁和銅制成,結(jié)構(gòu)簡單,制作簡便,所以可用于大規(guī)模發(fā)電。
在一項實驗中,王中林給房頂上種了“草”,全是納米薄膜葉子,微風(fēng)吹動“葉子”貼上又分開,發(fā)出的電夠一個家庭使用。
類似的,納米葉片放在浮球中,水里一搖就能發(fā)電。浮球組成的網(wǎng)絡(luò)可以漂在海面、江面上,給整個城市供電。“我們通過實驗和計算認為,一平方公里的普通海面完全覆蓋浮球網(wǎng)絡(luò)時,發(fā)電功率超過1兆瓦。”王中林說,這意味著1萬平方公里的海面發(fā)電量與一個三峽電站相當(dāng),他稱之為“藍色能源”。
海浪起伏所產(chǎn)生的勢能,人類一直無法利用。有一些波浪發(fā)電實驗設(shè)備,機械變形驅(qū)動發(fā)電機,但無法商用,因為波浪一小,發(fā)電機轉(zhuǎn)不起來。王中林的納米發(fā)電技術(shù)從原理上來說幾乎是完美的波浪能量收集者。
自英國科學(xué)家法拉第于1831年發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)原理以來,從風(fēng)車到核電廠全都依靠法拉第發(fā)電機。除此以外的發(fā)電模式只有光伏電池和燃料電池,但兩者在應(yīng)用上都不盡如人意。王中林的納米薄膜有望開辟新路。
版權(quán)與免責(zé)聲明:本網(wǎng)頁的內(nèi)容由中國聚合物網(wǎng)收集互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享,并不意味著贊同其觀點或證實其真實性,也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺,不為其版權(quán)負責(zé)。如涉及侵權(quán),請聯(lián)系我們及時修改或刪除。郵箱:info@polymer.cn。未經(jīng)本網(wǎng)同意不得全文轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。
(責(zé)任編輯:xu)
相關(guān)新聞
- 納米能源所李琳琳研究員、王中林院士/上海九院鄒多宏主任醫(yī)師《Nat. Commun.》:一根會發(fā)電的人工電子血管 2025-03-28
- 中科院納米能源所李琳琳/王中林 Cell Biomaterials:基于納米鈀-微生物雜化體系的自供電調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于癌癥催化治療 2025-03-01
- 納米能源所魏迪研究員、王中林院士 Device:在單像素中實現(xiàn)多種離子信號傳輸?shù)墓饣瘜W(xué)離子電子學(xué) - 可用于自驅(qū)動彩色三維成像 2024-10-14
- 南京大學(xué)王偉教授、王暉副教授團隊 Nano Lett.:光解耦單聚苯胺納米實體的電致變色動力學(xué)及原位形態(tài)演化 2025-01-16
- 北京大學(xué)戴兆賀課題組 Nano Lett.:“越硬越粘” - 納米薄膜的多尺度粘附行為 2025-01-09
- 阿卜杜拉國王科技大學(xué)Vincent Tung教授、韓宇教授等 ACS Nano:新型石墨炔納米薄膜用于超薄柔性皮膚傳感 2022-09-24
- 陜科大王學(xué)川/劉新華/岳歐陽等 Nano Energy:基于按需調(diào)整負泊松比結(jié)構(gòu)的高效摩擦電納米發(fā)電機在可穿戴設(shè)備中的應(yīng)用 2025-03-01