液滴的運動產(chǎn)生超過5伏的電

能量收集是一種將少量自然產(chǎn)生的能量(例如，光，熱和振動)轉化為電能的技術，作為一種為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設備供電的方法，正受到關注。與需要充電或更換的電池不同，該技術有助于減少對環(huán)境的影響，并有可能以穩(wěn)定和長期的方式為電子設備供電。

名古屋大學和九州大學的研究人員專注于微小的液體運動產(chǎn)生的能量，并開發(fā)了一種裝置，該裝置可直接從液滴的運動產(chǎn)生超過5伏的電。該裝置中，由柔性薄膜時在其上表面的水滑下的下降，產(chǎn)生電力。該技術有望應用于液體中使用的自供電設備，包括監(jiān)測工廠廢水質(zhì)量的傳感器。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《納米能源》雜志上。

由微小的液體流產(chǎn)生的能量存在于各種環(huán)境中，例如工廠管道內(nèi)部和微流體設備中，但是到目前為止，這種能量尚未得到有效利用。已經(jīng)表明，石墨烯片可以通過液體在其表面上的運動來發(fā)電。然而，其輸出電壓被限制為大約0.1伏，這不足以驅動電子設備。

由名古屋大學的Adha Sukma Aji，Ryohei Nishi和Yutaka Ohno以及九州大學的Hiroki Ago組成的研究小組已證明，使用二硫化鉬(MoS 2)代替石墨烯作為發(fā)生器中的活性物質(zhì)可以產(chǎn)生來自液滴的5伏電。

“要使用MoS 2作為發(fā)生器，必須在塑料膜上形成大面積的單層MoS 2膜。但是，采用常規(guī)方法，很難在大面積的基板上均勻地生長MoS 2， ”名古屋大學材料與系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展研究所的大野教授說。“在我們的研究中，我們成功地通過化學氣相沉積法使用藍寶石襯底，氧化鉬(MoO 3)和硫粉制備了這種形式的MoS 2膜。我們還使用聚苯乙烯膜作為MoS 2的支撐材料膠片，這樣我們就可以轉移合成的MoS 2 可以很容易地將其涂在塑料膜的表面上。”

新開發(fā)的發(fā)電機具有足夠的靈活性，可以安裝在管道的彎曲內(nèi)表面上，因此有望用于為液體中使用的IoT設備供電，例如自供電雨量計和酸雨監(jiān)測儀以及水質(zhì)可以在監(jiān)視工業(yè)廢水的同時發(fā)電的傳感器。

Ohno教授說：“我們的MoS 2納米發(fā)電機能夠從多種形式的液體運動中收集能量，包括液滴，噴霧和海浪。從更廣泛的角度來看，該設備還可以用于涉及水動力的應用中，例如發(fā)電來自雨水和瀑布。”

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