利用風(fēng)能和太陽能為智能城市提供動力

隨著研究人員開始研究收獲太陽能和風(fēng)能的技術(shù)，其他人正致力于開發(fā)可以兼顧兩者的技術(shù)。一些最新的工作是通過美國和中國的研究人員之間的合作實現(xiàn)的，該研究已經(jīng)生產(chǎn)出一種能夠同時從這兩個來源獲取能量的設(shè)備，他們說這些技術(shù)可以為物聯(lián)網(wǎng)(物聯(lián)網(wǎng))驅(qū)動的未來智能城市提供動力。北京納米能源與納米系統(tǒng)研究所和佐治亞理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了基于摩擦電的混合收割機，靜電效果相同。摩擦電效應(yīng)發(fā)生在兩種材料之間，這兩種材料反復(fù)相互接觸然后分離，交換電子并積累電荷。

據(jù)研究人員稱，一種可以從多種來源獲取能量的摩擦發(fā)電機可以產(chǎn)生比一種能源本身更為一致的能量產(chǎn)生。這種類型的能源生產(chǎn)非常適合需要能源的互聯(lián)設(shè)備的智能城市，這一愿景隨著物聯(lián)網(wǎng)的采用而迅速成為現(xiàn)實。“為了實現(xiàn)智能城市的可持續(xù)能源供應(yīng)，必須最大限度地從城市環(huán)境中清除能源，以實現(xiàn)某些智能設(shè)備和傳感器的自供電功能，”研究人員在一篇關(guān)于他們研究的論文摘要中說。在期刊中，ACS Nano。“這項研究提出了一種可行的方法，可以最大限度地從城市環(huán)境中清除太陽能和風(fēng)能，目的是在智能城市中實現(xiàn)一些自供電功能。”

王淑華，王雪，王忠林，亞陽在這里 - 北京納米能源與納米系統(tǒng)研究所國家納米科學(xué)中心的所有研究人員 - 共同撰寫了該論文。王忠林還是佐治亞理工學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院的研究員。

該團隊設(shè)計了一種混合型納米發(fā)電機，包括硅基太陽能電池和摩擦納米發(fā)電機(TENG)，由塑料和聚四氟乙烯薄片組成，由空氣隔開。當(dāng)風(fēng)吹過時，混合裝置產(chǎn)生摩擦電，導(dǎo)致塑料薄膜朝向和遠離聚四氟乙烯振動。

該設(shè)備占地面積小，因為它只有120毫米長，22毫米寬和4毫米深。研究人員設(shè)想安裝在城市建筑屋頂上的設(shè)備可以收集能量。

研究人員稱，在測試中，太陽能電池的最大輸出功率約為8 mW，而TENG的輸出功率則達到26 mW。他們寫道：“SC和TENG之間的阻抗匹配是通過使用變壓器來降低TENG的阻抗來實現(xiàn)的。”“與單獨的SC或TENG相比，混合型納米發(fā)電機具有更大的輸出電流和更好的充電性能。”

這項新研究來自同一個團隊，該團隊開發(fā)了一種智能玻璃窗系統(tǒng)，可以從風(fēng)雨中獲取能量，并利用摩擦電效應(yīng)實現(xiàn)其功能。