水滴穿过管道落下时发生的电能足以点亮12盏LED灯。这种办法有朝一日可用于房顶体系,从而在雨水中获取许多清洁动力。4月16日,相关论文发表于《美国化学会-中心科学》。
“每天都有雨水落在地球上。由于缺少搜集雨水的体系,一切的能量都被浪费了。”论文通讯作者、新加坡国立大学的Siowling Soh说。
一般,当人们用水发电时,会运用许多水的活动驱动河流、海洋乃至饮用水管道中的涡轮机。但水流过导电外表时,可以终究靠电荷别离进程发生本身的电荷。这是由留在液体中带正电的水分子质子,和转移到外表的带负电的电子驱动的,就像用气球在头发上冲突会发生静电相同。
这种现象一般是一种低效的发电方法,由于电荷只在水触摸的外表发生。而且若运用微米或纳米级管道来添加外表积,终究你会发现,将水泵入这些管道所需的能量比获取的能量还要多。
现在,Soh和搭档发明了一个简略的设备,依托重力使水沿着一根高32厘米、内径2毫米的笔直管道流下。
水经过一根水平的不锈钢针从容器底部流出,落入下方的管道。当水滴在管道顶部磕碰时,会威胁一些空气,在下落进程中发生所谓塞流。这种不连贯的活动好像有助于水分子的电荷在管道中别离。然后,管道顶部和底部的电线会搜集发生的电能。
在一次试验中,一根管道发生了440微瓦的电能。当研究人员一起运用4根管道时,它们能为12盏LED灯供电20秒。
“咱们第一次经过固液界面的电荷别离,从雨水或其他自然资源,如河流或瀑布中获取能量。”Soh说。
这样发生的电量看起来并不可观,但Soh表明,该设备可将水滴流过管道时发生的10%以上的能量转化为电能,比从接连流过管道的水取得的电能高出5个数量级。
Soh表明:“雨水从几千米高的天空落到地上,所以在三维空间中有许多空间可拿来搜集雨水能量。”这表明该体系能用于雨水发电,或许可以安装在房顶上。
美国波士顿低影响水电研究所的Shannon Ames说:“假如它能以一种对每家每户都有用的方法被开发出来,那将是很有用的。”