圖﹕港大團(tuán)隊(duì)研發(fā)新型“濕氣驅(qū)動發(fā)電機(jī)”，研究成果已發(fā)表于國際知名期刊。
【大公報訊】記者郭如佳報道：近年人工智能和智能設(shè)備愈趨普及，市場對穩(wěn)定電力的需求激增，雖然太陽能、風(fēng)能等可再生能源表現(xiàn)出色，但其運(yùn)作始終受環(huán)境條件限制。香港大學(xué)（港大）工程學(xué)院機(jī)械工程系申東明教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，成功研發(fā)新型的“濕氣驅(qū)動發(fā)電機(jī)”，只需利用空氣中的水分就能產(chǎn)生電力，為環(huán)保發(fā)電帶來嶄新選項(xiàng)。
現(xiàn)時的濕氣發(fā)電技術(shù)，透過特殊凝膠中的帶電粒子（離子）流動來產(chǎn)生電力，但現(xiàn)有設(shè)備存在明顯局限：持續(xù)供電時間短（少于16小時）、內(nèi)部電阻過高，且僅能于高濕度環(huán)境中有效運(yùn)作。
直接為小型電子設(shè)備供電
申教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“濕氣驅(qū)動發(fā)電機(jī)”，可克服上述障礙。團(tuán)隊(duì)以“鹽濃度梯度陽離子水凝膠”為核心，確保裝置即使在相對濕度較低的情況下，也能降低能量損失，并提高輸出功率。
團(tuán)隊(duì)所開發(fā)的鹽濃度梯度陽離子水凝膠，是由陽離子聚合物、增塑劑和鹽的凝膠化反應(yīng)合成的。兩步驟加熱過程，在凝膠化過程中誘導(dǎo)鹽的分離與流動，從而在水凝膠內(nèi)部形成濃度梯度。根據(jù)2023年全球相對濕度圖，工程梯度在各種相對濕度條件下，發(fā)揮關(guān)鍵作用，可覆蓋地球97%的面積，從而實(shí)現(xiàn)出色的電力性能。
此外，水凝膠內(nèi)部豐富的自由離子形成了導(dǎo)電通路，將內(nèi)部電阻降至2kΩ至4kΩ，與典型的商用電子產(chǎn)品的水平相同（約1kΩ），這意味可直接為小型電子設(shè)備供電。
申教授補(bǔ)充：“可持續(xù)的自供電能，消除了供電系統(tǒng)外部功率級這個笨重的組件。我們的濕氣驅(qū)動發(fā)電機(jī)開創(chuàng)了新的實(shí)用途徑，可以縮小設(shè)備尺寸，同時涵蓋室內(nèi)感測器，為可穿戴設(shè)備和建筑智能系統(tǒng)提供新的供電方案。”
研究成果已發(fā)表在國際知名期刊《Advanced Functional Materials》，論文題為“鹽濃度梯度陽離子水凝膠實(shí)現(xiàn)干燥環(huán)境長效濕氣發(fā)電”。
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