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王中林小组开发出复合型纳米发电机

发布时间:2017-12-03 阅读:

  王忠林团队研制出复合纳米发电机

  这项研究开辟了一个研究领域,同时高效地使用许多不同的能量。最近,由佐治亚理工学院的王忠林教授领导的研究小组开发了一种可同时收集太阳能和机械能的复合纳米发电机。第一次同时收集多个能源的单个集成设备。这个最新成果已经发表在美国化学学会杂志(JACS)期刊网站上。王忠林教授,王旭东博士,徐晨博士等。基于2006年发明的直流纳米发生器,集成了染料敏化太阳能电池的功能。这两种电池都是基于ZnO纳米阵列,金属电极。另外,通过不同的设计和组装步骤,太阳能电池和纳米发电机可以串联和并联。在串联集成发电机中,太阳能电池的阳极和纳米发生器的阴极集成在同一个硅晶片上。在测试过程中,集成式发生器被置于模拟太阳光下,超声波发生器中的下部纳米发生器单元。由于超声波驱动,氧化锌半导体和金属电极之间的肖特基势垒可以控制电荷的积累和释放,实现从机械能到电能的转换,产生压电势差。电子注入中间电极,参与太阳能电池的氧化还原反应,从而增加太阳能电池的电流输出。在类似的并联集成发电机中,太阳能电池和纳米发生器阳极集成在相同的铂化硅中。在相同的测试条件下,连接结构允许电子在纳米发生器的肖特基势垒区中累积,从而重新调整阴极和阳极之间的费米能级。实验结果表明,并联集成发电机可以将纳米发电机的输出电压从几毫伏提高到几百毫伏,为纳米发电机储能提供了新的途径。众所周知,迄今为止,传统的太阳能电池和机械驱动的发电机都是根据不同工作原理设计的独立设备。随着人类对能源的需求不断增加,迫切需要一个能够收集所有可用形式的系统能源技术,尤其是太阳能和机械能应用。王忠林教授的研究小组的研究表明,他们已经实现了一个新的集成发电机,可以同时收集太阳能和机械能。经过测试,这两个部分功能单元都独立工作,不显眼。而且,采用两种不同的串并联设计,输出电流,电压和功率得到显着改善。另外,研究还发现太阳能电池的电压输出可以大大提高纳米发电机的输出电压。人类一直致力于让设备自动从周围环境中获取能量。早在二十世纪初,研究人员就以不同的方式研究这种装置。例如,随机振动或动能(例如靠近路面),太阳能,温度梯度势能(例如在地下数米深处,温度梯度相对于常数),生化能量和外部能量如超声波,甚至声波噪音。这个由王忠麟教授研究组发明的新发明,首次证明了同时采集多种能源的集成式混合发电机是可行的,同时也开辟了有效利用多种能源的研究领域不同的能量在同一时间,这将使人类更有效地使用任何可用的能源。

关键词: 电子科技