Bolehkah penjana geseran menjana elektrik untuk sampai ke empangan?
Kesan triboelektrik adalah salah satu fenomena yang paling biasa. Ini adalah satu fenomena di mana dua bahan yang berbeza gesekan secara gesekan untuk menghubungi permukaan. Kedua-dua helaian yang bersentuhan antara satu sama lain tidak dikenakan pada permukaan, tetapi selepas sentuhan, sifatnya berbeza kerana bahan yang berbeza, satu adalah mudah untuk kehilangan elektron, dan satu adalah mudah untuk mendapatkan elektron, sehingga menyebabkan dua bahan untuk menghubungi satu sama lain. Dibebankan secara positif, satu pihak dikenakan caj negatif. Ini adalah elektrifikasi geseran yang kita umum tahu. Walaupun fenomena ini adalah biasa, ia tidak digunakan dengan berkesan sebagai sumber kuasa kecuali untuk digunakan untuk membentuk medan elektrik voltan tinggi dalam eksperimen elektrik.
Pada akhir bulan Mac, laporan tentang "penjana geseran" menyebabkan kebimbangan yang meluas. Berita itu dipilih dari Januari 2012. Tim penyelidik Wang Zhonglin, ketua saintis Institut Nano Tenaga dan Sistem Beijing, Akademi Sains China, merangka satu siri penjana geseran.
Selepas kedua-dua helaian dikenakan oleh permukaan geseran kenalan, permukaan dua helaian dipisahkan. Oleh kerana objek mempunyai kecenderungan untuk mengekalkan neutraliti elektrik, kedua-dua helaian dihubungkan ke litar luaran melalui lapisan elektrod, dan elektron melalui litar luaran. Mengalir di antara dua lapisan elektrod untuk membentuk arus - mengikut prinsip ini, penjana boleh menukar tenaga mekanikal angin, aliran air, dan juga gerakan manusia dalam alam semula jadi ke dalam tenaga elektrik. Jenis penjana geseran baru ini juga kos efektif semasa memastikan kecekapan penjanaan kuasa.
Penjana geseran boleh digabungkan dengan penjana konvensional untuk menjana elektrik
Penjana geseran adalah berbeza daripada penjana "induksi elektromagnetik tradisional" dan "permulaan geseran". Inti dari penjana geseran terletak pada dua idea penting, satu adalah gandingan elektrifikasi geseran dan induksi elektrostatik, dan yang lain adalah lapisan nipis. Reka bentuk elektrod. Wartawan mengetahui bahawa kerana penggunaan bahan filem dengan ketebalan ketebalan mikron, seluruh peranti boleh menjadi lembut atau telus.
Walaupun arus keluaran awal dan kuasa penjana geseran tidak sesuai, dengan usaha pasukan Wang Zhonglin, selepas dua tahun, masalah itu telah berjaya diatasi. Para penyelidik mendapati bahawa semasa proses gelangsar kedua-dua bahagian kerja penjana geseran, jumlah pemindahan muatan di antara elektrod dapat dipertingkatkan dengan corak permukaan bahan yang teratur, dan ia adalah garis lurus bersamaan dengan kepadatan corak.
Oleh itu, mereka merancang struktur array berpola yang menghasilkan lompatan kualitatif dalam kuasa output penjana geseran. Unit penjanaan kuasa geseran terkini terdiri daripada stator pekeliling yang dirancang dan pemutar. Ia menggunakan lapisan geseran berpola permukaan dan lapisan elektrod untuk mencapai kuasa output purata 1.5W melalui reka bentuk pemacu hubungan berputar, mencapai sehingga 24%. - Penukaran tenaga 50%.
Berbanding penjana tradisional, output penjana geseran mempunyai ciri-ciri voltan tinggi dan arus yang rendah, yang boleh membentuk mod penjanaan kuasa pelengkap dengan voltan rendah dan arus tinggi penjana konvensional.
Pada masa yang sama, kerana penjana geseran menggunakan filem organik yang ringan dan murah, penjanaan kuasa per unit volum adalah 30 hingga 50 kali dari penjana konvensional, dan penjanaan kuasa setiap jisim unit adalah 30 hingga 40 kali dari konvensional penjana. Ia mempunyai kelebihan yang sangat besar dalam ketumpatan kuasa output. Pada masa ini, pasukan Wang Zhonglin sedang membangun dan meningkatkan penjana geseran dari segi ketahanan. Penjana geseran yang sedia ada masih tiada pelemahan dalam penggunaan 1 juta putaran.
Apakah perbezaan antara penjana geseran dan penjana kuasa manual?
Di Institut Tenaga dan Sistem Nano Beijing, Akademi Sains China, Wang Zhonglin menunjukkan wartawan kesan penjanaan kuasa penjana geseran: dua helai bersambung, perlahan-lahan mencubit permukaan untuk membuat hubungan, selepas melepaskan tangan, lampu yang terhubung ke terminal berturut-turut menyala. Cara ini mengubah tenaga mekanikal menjadi tenaga elektrik bukan kali pertama ia muncul.
Lampu suluh jenis sejenis yang sama juga menukarkan tenaga mekanikal ke dalam tenaga elektrik, yang berbeza daripada penjana geseran.
Pada dasarnya, proses penjanaan kuasa jenis lampu suluh menolak berdasarkan prinsip penjanaan kuasa induksi elektromagnetik tradisional. Tenaga mekanikal disediakan oleh menekan tangan, dan gear di dalam lampu suluh digerakkan untuk memutar, dengan itu memacu gegelung untuk melakukan pergerakan jalur magnetik memotong untuk menjana arus. Peranti penjanaan kuasa seperti itu mesti mempunyai magnet terbina dalam untuk membentuk medan magnet, menghasilkan isipadu dan berat yang agak besar, struktur dalaman rumit, dan kuasa keluaran yang rendah, iaitu "perkakas elektrik kecil" dengan kuasa kecil . Penjana geseran menggunakan filem plastik ringan dan nipis, yang padat dan sederhana dalam struktur, dan arus keluaran meningkat kepada 3 mA melalui reka bentuk corak permukaan geseran, supaya ia dapat merealisasikan bukan sahaja "peralatan kecil" seperti telefon bimbit. Bekalan kuasa masa nyata, dan mudah untuk membentuk pelbagai melalui pelbagai set penjana geseran untuk mencapai bekalan tenaga berskala besar.
Dengan menggabungkan penjana dan litar pengurusan kuasa, penyelidik telah membangunkan sistem bekalan kuasa kecil yang lengkap. Sistem ini mempunyai fungsi seperti pengurangan impedans, pembetulan, penyimpanan tenaga, dan peraturan voltan. Ia menyediakan output DC voltan berterusan yang stabil, menyediakan kuasa masa nyata atau pengisian langsung untuk pelbagai produk elektronik biasa, termasuk telefon mudah alih. Ketumpatan kuasa output semasa adalah sehingga 500 watt per meter persegi.
