科学者は、空気中の水分から充電する「バッテリー」を発明しました

シンガポール国立大学 (NUS) の設計工学部の研究者チームは、空気中の水分 (MEG) を使用して発電する超薄型デバイスを開発しました。 厚さ約0,3mmの薄い布地に海塩、カーボンインク、特殊な吸水ジェルを加えて作られています。 この技術的ブレークスルーは、科学雑誌の印刷版に掲載されました 先端材料 26 年 2022 月 日。 環境に優しい水分吸収剤として海塩を使用するこの布のような「バッテリー」は、通常の単三電池よりも高い電気出力を提供します。 日常の電子機器に電力を供給するために使用できる可能性があります。

MEG デバイスのコンセプトは、さまざまな材料が空気中の水分と相互作用して電気を生成する能力に基づいています。 この分野は、パーソナル エレクトロニクス、電子皮膚センサー、情報ストレージ デバイスなど、さまざまなデバイスに電力を供給するために使用される可能性があるため、興味深いものです。

最新の MEG 技術の主な問題は、環境湿度の影響下でのデバイスの水飽和と不十分な電気特性です。 つまり、そのようなデバイスによって生成される電気エネルギーは持続可能ではなく、デバイスに電力を供給するのにも十分ではありません。

これらの課題を克服するために、CDE の材料科学および工学部の准教授 Tan Swee Ching が率いる研究チームは、異なる特性を持つ つの領域を含む新しい MEG デバイスを開発しました。 NUS チームの MEG デバイスは、カーボン ナノ粒子でコーティングされた組織の薄い層で構成されています。 彼らの研究では、チームは市販の木材パルプとポリエステル生地を使用しました。

組織の「湿った」領域は、吸湿性イオンヒドロゲルで覆われています。 海塩を使用することで、特殊な吸水ジェルが元の重量の倍の水分を吸収することができます。 空気から水分を集めるのは彼です。 反対側の組織の「乾燥」領域には、吸湿層が含まれていません。 これは、水の吸収が「湿った」領域に限定されるようにするために必要です。

エネルギーは、海塩イオンが「湿った」領域で水を吸収することによって分離されるときに生成されます。 正電荷を持つ自由イオン (陽イオン) は、負電荷を持つカーボン ナノ粒子に吸収されます。 これにより、ファブリックの表面に変化が生じ、電界が発生します。 これらの変化はまた、後で使用するために組織がエネルギーを蓄えることを可能にします。

生地の「ウェット」と「ドライ」を組み合わせることで、前者は水分を多く含み、後者は水分を少なくすることができます。 これにより、「湿った」領域が水で飽和した場合でも、電気出力を維持できます。 「バッテリー」をオープンで湿度の高い環境に 30 日間放置した後も、水分は「湿った」領域にまだ保持されており、電力を維持するデバイスの有効性が実証されました。

シンガポールチームのデザインは高い柔軟性を示し、ねじれ、転がり、曲げにも耐えることができました。 研究者は、「電池」を折り鶴に折り畳むことでその柔軟性を実証しましたが、これはその性能に影響を与えませんでした。 MEG デバイスは、スケーリングの容易さと市販の原材料により、すでに適用可能である可能性があります。

「水を吸収した後、1,5x2cm のエネルギー生成ファブリック 0,7 枚は、一定の環境で 150 時間以上にわたって最大 V を提供できます」と、研究チームの張耀星博士は述べています。

また、NUS チームは、さまざまなアプリケーション向けの新しいエネルギー デバイスのスケーラビリティを実証することに成功しました。 NUS チームは、この「ファブリック」を 3 つ接続し、標準的な単 1,96 電池サイズの D プリント ケースに入れました。 組み立てたデバイスの電圧は V でした。

NUS 発明のスケーラビリティ、市販の原材料を入手する便利さ、および製造コストの低さにより、本発明は大量生産に適したものになっています。 研究者はすでに特許を申請しており、実際のアプリケーションのための潜在的な商業化戦略を模索する予定です。

また読む：

• 新素材により、ロボットは触覚を感じることができます
• Intel vs AMD: トップ 10 ベスト PC プロセッサー

ウクライナがロシアの侵略者と戦うのを助けることができます。 これを行う最善の方法は、ウクライナ軍に資金を寄付することです。 セーブライフ または公式ページから NBU.