Ang mga siyentipiko ay nag-imbento ng isang "baterya" na naniningil mula sa kahalumigmigan sa hangin

Ang isang pangkat ng mga mananaliksik mula sa College of Design and Engineering sa National University of Singapore (NUS) ay nakabuo ng isang ultra-thin device upang makabuo ng kuryente gamit ang moisture from air (MEG). Ito ay gawa sa isang manipis na layer ng tela na may kapal na 0,3 mm, sea salt, carbon ink at isang espesyal na water-absorbing gel. Ang teknolohikal na tagumpay na ito ay nai-publish sa naka-print na bersyon ng siyentipikong journal advanced Materials Mayo 26, 2022. Gamit ang sea salt bilang isang eco-friendly na moisture absorbent, ang mala-tela na "baterya" na ito ay nagbibigay ng mas mataas na output ng kuryente kaysa sa isang regular na baterya ng AA. Posibleng magamit ito sa pang-araw-araw na electronics.

Ang konsepto ng MEG device ay batay sa kakayahan ng iba't ibang materyales na makabuo ng kuryente sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan sa moisture sa hangin. Interesado ang lugar na ito dahil sa potensyal nitong magamit upang mapagana ang iba't ibang uri ng mga device, kabilang ang mga personal na electronics, electronic skin sensor, at mga device na imbakan ng impormasyon.

Ang mga pangunahing problema ng mga modernong teknolohiya ng MEG ay ang saturation ng tubig ng aparato sa ilalim ng impluwensya ng kahalumigmigan sa kapaligiran at hindi kasiya-siyang mga katangian ng kuryente. Iyon ay, ang elektrikal na enerhiya na ginawa ng mga naturang device ay hindi sustainable, at hindi rin ito sapat upang paganahin ang mga device.

Para malampasan ang mga hamong ito, isang research team na pinamumunuan ni Associate Professor Tan Swee Ching mula sa CDE's Department of Materials Science and Engineering ay bumuo ng bagong MEG device na naglalaman ng dalawang rehiyon na may magkaibang mga katangian. Ang MEG device ng NUS team ay binubuo ng manipis na layer ng tissue na pinahiran ng carbon nanoparticle. Sa kanilang pag-aaral, ang koponan ay gumamit ng pangkomersyong available na wood pulp at polyester fabric.

Ang "basa" na lugar ng tissue ay natatakpan ng isang hygroscopic ionic hydrogel. Salamat sa paggamit ng asin sa dagat, ang isang espesyal na gel na sumisipsip ng tubig ay maaaring sumipsip ng anim na beses sa orihinal na bigat ng kahalumigmigan nito. Siya ang may pananagutan sa pagkolekta ng kahalumigmigan mula sa hangin. Ang "tuyo" na lugar ng tela sa tapat ay hindi naglalaman ng isang hygroscopic layer. Ito ay kinakailangan upang ang pagsipsip ng tubig ay limitado sa "basa" na lugar.

Ang enerhiya ay nabuo kapag ang sea salt ions ay pinaghihiwalay sa pamamagitan ng pagsipsip ng tubig sa "basa" na rehiyon. Ang mga libreng ion na may positibong singil (mga kasyon) ay sinisipsip ng carbon nanoparticle, na may negatibong singil. Nagdudulot ito ng mga pagbabago sa ibabaw ng tela, na lumilikha ng isang electric field dito. Ang mga pagbabagong ito ay nagpapahintulot din sa tissue na mag-imbak ng enerhiya para magamit sa ibang pagkakataon.

Sa pamamagitan ng paggamit ng kumbinasyon ng "basa" at "tuyo" na mga lugar sa tela, posible na matiyak ang mataas na moisture content sa dating at mababang moisture content sa huli. Ito ay nagpapahintulot sa mga de-koryenteng output na mapanatili kahit na ang "basa" na lugar ay puspos ng tubig. Matapos iwanan ang "baterya" sa isang bukas at mahalumigmig na kapaligiran sa loob ng 30 araw, nananatili pa rin ang kahalumigmigan sa "basa" na lugar, na nagpapakita ng pagiging epektibo ng device sa pagpapanatili ng kuryente.

Ang disenyo ng koponan ng Singapore ay nagpakita rin ng mataas na kakayahang umangkop at nakayanan ang pag-twist, pag-ikot at pagyuko. Ipinakita ng mga mananaliksik ang flexibility ng "baterya" sa pamamagitan ng pagtiklop nito sa isang origami crane, na hindi nakaapekto sa pagganap nito. Maaaring naaangkop na ang MEG device dahil sa kadalian ng pag-scale at mga hilaw na materyales na magagamit sa komersyo.

"Pagkatapos sumipsip ng tubig, ang isang solong 1,5x2cm na piraso ng energy-generating na tela ay maaaring magbigay ng hanggang 0,7V para sa higit sa 150 oras sa isang palaging kapaligiran", sabi ni Dr. Zhang Yaoxing ng research team.

Matagumpay ding naipakita ng pangkat ng NUS ang scalability ng kanilang bagong energy device para sa iba't ibang aplikasyon. Ikinonekta ng pangkat ng NUS ang tatlong piraso ng "tela" na ito at inilagay ang mga ito sa isang 3D-printed na case na halos kasing laki ng karaniwang AA na baterya. Ang boltahe ng naka-assemble na aparato ay 1,96 V.

Ang scalability ng imbensyon ng NUS, ang kaginhawahan ng pagkuha ng mga hilaw na materyales na magagamit sa komersyo, at ang mababang gastos sa pagmamanupaktura ay ginagawang angkop ang imbensyon na ito para sa mass production. Ang mga mananaliksik ay nag-aplay na para sa isang patent at nagplano upang galugarin ang mga potensyal na estratehiya sa komersyalisasyon para sa mga aplikasyon sa totoong mundo.

Basahin din:

• Ang bagong materyal ay magbibigay-daan sa mga robot na makaramdam ng hawakan
• Intel vs AMD: TOP 10 Best PC Processor

Matutulungan mo ang Ukraine na labanan ang mga mananakop na Ruso. Ang pinakamahusay na paraan upang gawin ito ay ang mag-abuloy ng mga pondo sa Armed Forces of Ukraine sa pamamagitan ng Savelife o sa pamamagitan ng opisyal na pahina NBU.