Ученые создали генератор, который использует атмосферную влажность и соли полиоксиметаллов для непрерывного производства электроэнергии, обеспечивая устойчивый способ использования малоценной энергии. Они изучают способы получения электроэнергии из малоценной энергии, которая в изобилии присутствует в природной среде. Появилась прорывная разработка: генератор, который использует естественную влажность воздуха и производит непрерывный электрический сигнал.

Устройство для генерации энергии из полиоксиметаллата собирает естественную влажность в атмосфере и генерирует непрерывные электрические сигналы за счет неравномерного распределения и направленного движения ионов, обеспечивая эффективный сбор и использование малоценной энергии.

Стоит отметить, что это первый генератор влажности, использующий наноразмерные полиоксидные материалы на основе солей металлов. Значимость этого открытия указывает на новое многообещающее направление исследований в области устойчивого использования малоценной энергии.

Результаты были недавно опубликованы в журнале Nano Research.

Исследователи пошли по этому пути, чтобы решить проблему нестабильной работы гаджетов по преобразованию энергии. Одной из насущных проблем, которые они пытаются решить, является нехватка материалов для производства электроэнергии из атмосферной влажности и ограничения этих материалов. Чэнь Вэйлинь, профессор кафедры химии Северо-Восточного педагогического университета, объяснил: «Мы надеемся понять процесс преобразования энергии атмосферной влажности в электрическую энергию, а также роль полиоксиметаллатов в выработке энергии из атмосферной влажности».

Узнайте о полиоксиметаллатах и ​​их потенциале.

Полиоксиметакрилаты (также известные как ПОМ) обладают уникальными морфологическими и функциональными свойствами, которые делают их особенно полезными для контролируемого синтеза, сборки и исследований производительности. Они представляют собой универсальный класс неорганических молекулярных материалов. Наноматериалы ПОМ могут самособираться с образованием микропористых структур, способных собирать атмосферную влагу. Они также экологически безопасны и очень стабильны в световых, тепловых и химических средах. Исследователи прогнозируют, что наноматериалы ПОМ станут материалами, которые будут эффективно использовать влажность воздуха.

Ученые превратили ПОМ в органические кластеры аммония и полиоксианиона. Кластеры собираются в тонкопленочные генераторы с наноразмерными отверстиями, называемыми микропорами, которые могут работать при атмосферной влажности. Их крошечный POM-генератор может производить напряжение 0,68 В, он очень стабилен и может работать непрерывно практически во всех природных средах с влажностью воздуха от 10% до 90%.

Рабочий механизм и возможные применения

Принцип работы генератора атмосферной влажности ПОМ заключается в том, что нанокластеры ПОМ самопроизвольно поглощают атмосферную влажность через микропоры в пленке нанопроволок ПОМ. Они образуют градиент распределения воды, который является структурной основой выработки электроэнергии. Факты доказали, что генераторы ПОМ обладают высокой стабильностью и непрерывной выработкой электроэнергии.

Исследовательская группа определила, что устройство для генерации энергии из ПОМ может эффективно собирать атмосферную влажность в природе и генерировать непрерывные электрические сигналы за счет неравномерного распределения и направленного движения ионов. Эта работа предлагает новые идеи для устойчивого использования малоценной энергии, а также открывает новые перспективы исследований в области химии полиоксидов металлов.

Существует острая необходимость в разработке непрерывных малоценных источников энергии в природных средах. В ходе прошлых исследований ученые создали устройства, которые собирают и используют малоценную энергию. Однако эти устройства были ограничены из-за прерывистого и нестабильного характера малоценных источников энергии. В последние годы ученые добились прогресса в использовании энергии влажности атмосферы. Тем не менее, генератор POM команды является первым генератором влажности, способным непрерывно производить электричество.

Этот революционный генератор ПОМ имеет множество потенциальных применений, например, для обнаружения процесса дыхания человека; обнаружение, запись и сигнализация влажности окружающей среды; объединение с электроприборами для достижения непрерывного электроснабжения оборудования; удовлетворение энергетических потребностей различных сценариев и т. д.

«Самым важным открытием является то, что благодаря разработке и модификации наноматериалов ПОМ было достигнуто непрерывное производство энергии с использованием атмосферной влажности, а характеристики наноматериалов ПОМ были использованы для глубокого понимания механизма генерации энергии из атмосферной влажности». Сказал Чэнь Сяодун.

путь вперед

В дальнейшем исследователи надеются повысить эффективность производства электроэнергии из атмосферной влажности путем проверки и оптимизации материалов. Они также надеются получить более глубокое понимание процесса производства электроэнергии из атмосферной влажности.

«Конечная цель — добиться эффективного использования генераторов влажности и способствовать устойчивому развитию энергетики и окружающей среды путем изучения механизмов оптимизации их эффективности», — сказал Чен.