能量无处不在 五花八门的供电方式

05-29

  用植物充电

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能量无处不在 五花八门的供电方式

 

  植物会发电已经不是什么新鲜的话题了。之前我们都看过通过柠檬和土豆来为闹钟和灯泡提供电能让其工作的实验,不过今天我们要给大家介绍的则是一种名叫Moss FM的生物收音机。它与前面提到了两种供电方式并不相同,并非是采用化学反应来在短时间产生电能,而是完全能通过植物苔藓在光合作用中产生的细微电量来对生物燃料电池进行供电,从而进一步让与电池连接的收音机能够正常工作。

  在整个过程中,通过利用苔藓进行光合作用时产生的剩余电子,有效地将苔藓转变为生物太阳能电池板。只要苔藓植物一直存活,收音机就可以一直工作,它几乎可以被看成是一种全新的生物太阳能电池板。

  用尿液供电

  

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能量无处不在 五花八门的供电方式

 

  英国布里斯托尔机器人研究所的科学家已开发出一种用“尿液充电”的技术,且以此技术造出了世界上第一部用微生物燃料电池供电的手机。原来这种“尿液电池”是一种微生物燃料电池,它利用活的微生物的新陈代谢,将有机物直接转换成电力。从本质上说,电力只是微生物自然生命循环过程中的副产品,所以,它们“吃”尿液之类的东西越多,产生的能量就越大。

  一节“尿液电池”大约能储存50毫升的尿,但它产生的电力足以让智能手机发短信、上网和打一通简短的电话。此外,它的成本非常低廉,一块“尿液电池”大约仅需要1英镑(约10元人民币)。除了为手机充电外,未来还可以把尿液电池装在浴室,为照明、淋浴、剃须刀等提供电力。

  “尿液电池”是如何为手机充电的呢?原来,研究人员在碳纤维电极上培养细菌,再将碳纤维放进陶制圆筒中,当尿液通过圆筒时,细菌分解尿液中的化学物质产生电子,累积成电荷再传到电容器中储存。当研究者将电池与一部手机连接时,手机便开始充电。

  这种“尿液电池”的好处是不依赖风力或太阳能,而是靠废物利用产生能源。而且,尿液取之不尽用之不竭,可以长久供应。未来这种“尿液电池”的前景远大,特别适合在发展中国家的偏远地区使用。

  用人体体温供电

  

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能量无处不在 五花八门的供电方式

 

  韩国科学技术院电气电子工程系Jo Byeong-jin教授研究团队日前表示,他们已开发出像衣服一样可穿着,并利用体温为手机和穿戴式电子设备提供充足电力的“可穿戴式热电元件”。

  热电元件是指将热能量转化为电子能量的半导体元件,这是利用连接两种金属时,如果一边高温一边低温,就会在两个电路之间产生电流的现象的元件,一般都是由碲化铋和碲化锑等热电物质制作。若将这种热电元件穿在身上,就会根据外部气温和体温的差异产生电流。但现有产品使用陶瓷类基板,又硬又重。最近开发出部分使用柔软有机材料的元件,但能源效率与现有元件相比只有百分之一左右。但KAIST研究团队与此相反,在换上效率较高的热电物质,制造成墨水形态后,以在柔软的玻璃纤维前后印刷的方法成功实现“一箭双雕”。

  新元件像普通纤维那样容易加工、比较轻便,但电力生产能力是相同重量的陶瓷类元件的14倍。如果用贴在胳膊上的腕带形态来制作,就会产生大约40毫瓦(以气温零上20度,体温37度为基准)的电力,大大超过了在智能带上使用的电子传感器电力消耗量。如果制作成上衣大小来穿,就可生产两瓦电力,甚至可以供手机通话。

  用闪电供电

  

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能量无处不在 五花八门的供电方式

 

  在2013年 诺基亚 公司成功的尝试了通过闪电为Lumia 925进行充电。他们与南安普顿大学合作,通过变压器将20万伏的高压电传输过一个300毫米的缝隙,就能创造出类似闪电的光和热,借着信号通过第二个控制变压器,最终变成为手机充电的电流,测试用的诺基亚Lumia 925在几秒钟内反复几次就完成充电。

  用声音供电

  

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能量无处不在 五花八门的供电方式

 

  来自韩国的研究人员最近发明了一种新装置,可以让我们在煲电话粥的同时利用讲话的声音为手机供电,这样就再也不必担心手机电池不够用了。这种装置是利用压电效应发电的,整个装置就像“三明治”,氮化镓和金-钯化合物把氧化锌纳米管线夹在中间。当外界声音传至表面时,声波震动会导致氧化锌纳米管线的压缩和伸展,从而产生微量的电压。

当前,这种装置能将100分贝左右的音量转换成50毫伏的电压,相当于驶过的火车或是剪草机的音量

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