เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงเสียดทานสามารถสร้างกระแสไฟฟ้าเพื่อเข้าถึงเขื่อนได้หรือไม่?
ผลกระทบ triboelectric เป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ที่พบมากที่สุดในธรรมชาติ เป็นปรากฏการณ์ที่วัสดุทั้งสองแบบถูกขัดถูด้วยแรงเสียดสีเพื่อสัมผัสพื้นผิว แผ่นสองแผ่นที่ติดต่อกันจะไม่ถูกประจุบนพื้นผิว แต่หลังจากการสัมผัสคุณสมบัติต่างๆจะแตกต่างกันไปเนื่องจากวัสดุที่แตกต่างกันหนึ่งอิเล็กตรอนจะสูญเสียได้ง่ายและหนึ่งในนั้นง่ายต่อการได้รับอิเล็กตรอน วัสดุที่จะติดต่อกัน มีประจุบวกด้านหนึ่งมีประจุเป็นลบ นี่คือแรงเสียดทานที่เรารู้จักกันโดยทั่วไป แม้ว่าปรากฏการณ์นี้เป็นเรื่องปกติ แต่ก็ยังไม่ได้นำมาใช้เป็นแหล่งพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพยกเว้นการใช้เพื่อสร้างสนามไฟฟ้าแรงสูงในการทดลองทางไฟฟ้า
ในช่วงปลายเดือนมีนาคมรายงานเกี่ยวกับ "เครื่องกำเนิดแรงเสียดทาน" ทำให้เกิดความกังวลอย่างกว้างขวาง ข่าวดังกล่าวได้รับการคัดเลือกตั้งแต่เดือนมกราคม 2555 ทีมงานวิจัยของวัง Zhonglin นักวิทยาศาสตร์หัวหน้าสถาบันปักกิ่งสถาบันนาโนพลังงานและระบบสถาบันวิทยาศาสตร์จีนได้ออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงเสียดทานชุดต่างๆ
หลังจากที่ทั้งสองแผ่นถูกเรียกเก็บเงินจากพื้นผิวแรงเสียดทานของการติดต่อพื้นผิวของทั้งสองแผ่นจะถูกแยกออกจากกัน เนื่องจากวัตถุมีแนวโน้มที่จะรักษาความเป็นกลางไฟฟ้าทั้งสองแผ่นจะเชื่อมต่อกับวงจรภายนอกผ่านชั้นอิเล็กโทรดและอิเล็กตรอนจะผ่านวงจรภายนอก การไหลระหว่างชั้นของอิเล็กโทรดสองชั้นเพื่อสร้างกระแส - ตามหลักการนี้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถแปลงพลังงานทางกลของลมการไหลของน้ำและแม้แต่การเคลื่อนไหวของมนุษย์ในธรรมชาติเป็นพลังงานไฟฟ้า เครื่องกำเนิดแรงเสียดทานชนิดใหม่นี้ยังคุ้มค่ากับประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าด้วย
เครื่องกำเนิดแรงเสียดทานสามารถใช้ร่วมกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั่วไปเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าได้
เครื่องกำเนิดแรงเสียดทานจะแตกต่างจาก "กำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า" แบบดั้งเดิมและ "แรงเสียดทานเริ่ม" หลักของเครื่องกำเนิดแรงเสียดทานอยู่ในสองความคิดที่สำคัญหนึ่งคือการมีเพศสัมพันธ์ของแรงเสียดทานแรงไฟฟ้าและการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตและอื่น ๆ เป็นชั้นบาง การออกแบบอิเล็กโทรด ผู้สื่อข่าวได้เรียนรู้ว่าเนื่องจากการใช้วัสดุฟิล์มที่มีความหนาไมครอนหนาอุปกรณ์ทั้งหมดจะมีความนุ่มหรือโปร่งใส
ถึงแม้ว่ากำลังส่งออกเริ่มต้นและพลังของเครื่องกำเนิดแรงเสียดทานไม่เหมาะกับความพยายามของทีมวัง Zhonglin หลังจากสองปีปัญหาได้รับการเอาชนะได้สำเร็จ นักวิจัยพบว่าในระหว่างกระบวนการสไลด์ของชิ้นส่วนที่ทำงานทั้งสองส่วนของเครื่องกำเนิดแรงเสียดทานปริมาณของการถ่ายเทประจุระหว่างขั้วอิเล็กโทรดจะเพิ่มขึ้นอย่างมากโดยการวางรูปแบบของพื้นผิววัสดุและเป็นแบบกึ่งเส้นตรงกับความหนาแน่นของลวดลาย
ดังนั้นพวกเขาออกแบบโครงสร้างอาร์เรย์ที่มีลวดลายที่ทำให้เกิดการก้าวกระโดดที่มีคุณภาพในกำลังส่งออกของเครื่องกำเนิดแรงเสียดทาน ชุดสร้างแรงเสียดทานล่าสุดประกอบด้วย stator แบบวงกลมและโรเตอร์ ใช้แรงเสียดทานของพื้นผิวและเลเยอร์อิเล็กโทรดเพื่อให้ได้พลังงานที่มีค่าเฉลี่ย 1.5 วัตต์ผ่านการออกแบบไดรฟ์แบบโรตารี่ซึ่งทำให้ได้ถึง 24% - การแปลงพลังงาน 50%
เมื่อเทียบกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบดั้งเดิมเอาท์พุทของเครื่องกำเนิดแรงเสียดทานมีลักษณะของแรงดันสูงและกระแสไฟฟ้าต่ำซึ่งสามารถสร้างรูปแบบการเสริมกำลังไฟฟ้าที่มีแรงดันต่ำและกระแสสูงของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเดิม
ในเวลาเดียวกันเนื่องจากเครื่องกำเนิดแรงเสียดทานใช้ฟิล์มอินทรีย์ที่มีน้ำหนักเบาและราคาไม่แพงการผลิตพลังงานต่อปริมาตรของหน่วยเป็น 30 ถึง 50 เท่าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั่วไปและการผลิตไฟฟ้าต่อหน่วยเป็น 30 ถึง 40 เท่าของการผลิตทั่วไป เครื่องกำเนิดไฟฟ้า มีความได้เปรียบที่มากในความหนาแน่นของพลังงานเอาท์พุท ปัจจุบันทีม Wang Zhonglin กำลังพัฒนาและปรับปรุงเครื่องกำเนิดแรงเสียดทานในด้านความทนทาน เครื่องกำเนิดแรงเสียดทานที่มีอยู่ยังคงไม่มีการลดทอนในการใช้งาน 1 ล้านครั้ง
อะไรคือความแตกต่างระหว่างเครื่องกำเนิดแรงเสียดทานและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยตนเอง?
ที่กรุงปักกิ่งสถาบันนาโนพลังงานและระบบสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์จีนวัง Zhonglin พบผู้สื่อข่าวผลการผลิตไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดแรงเสียดทาน: สองชิ้นเชื่อมต่อกันเบา ๆ สัมผัสพื้นผิวเพื่อติดต่อหลังจากที่ปล่อยมือ ไฟเชื่อมต่อกับเทอร์มินอลจะสว่างขึ้น วิธีการแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าไม่ใช่ครั้งแรกที่ปรากฏตัว
ไฟฉายชนิดเดียวกันนี้ยังแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าซึ่งแตกต่างจากเครื่องกำเนิดแรงเสียดทาน
ในหลักการกระบวนการผลิตพลังงานของไฟฉายชนิดดันขึ้นอยู่กับหลักการสร้างกระแสไฟฟ้าชักนำไฟฟ้าแบบเดิม พลังงานกลถูกจัดให้โดยการกดมือและเกียร์ภายในไฟฉายถูกขับเคลื่อนให้หมุนเพื่อขับขดลวดเพื่อดำเนินการเคลื่อนไหวของสายแม่เหล็กตัดเพื่อสร้างกระแส อุปกรณ์สร้างพลังงานดังกล่าวต้องมีแม่เหล็กในตัวเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กส่งผลให้มีปริมาตรและน้ำหนักที่ค่อนข้างใหญ่โครงสร้างภายในที่ซับซ้อนและกำลังไฟต่ำซึ่งเป็น "เครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็ก" ที่มีกำลังไฟเพียงเล็กน้อย . เครื่องกำเนิดแรงเสียดทานใช้ฟิล์มพลาสติกชนิดอ่อนและบางซึ่งมีขนาดกะทัดรัดและเรียบง่ายในโครงสร้างและกระแสเอาต์พุตเพิ่มขึ้นเป็น 3 mA ผ่านการออกแบบลวดลายของพื้นผิวแรงเสียดทานเพื่อให้สามารถรับรู้ได้ไม่เพียง แต่ "เครื่องใช้ขนาดเล็ก" เท่านั้นเช่น โทรศัพท์มือถือ. แหล่งจ่ายไฟแบบเรียลไทม์และง่ายต่อการสร้างอาร์เรย์ผ่านเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงเสียดทานหลายชุดเพื่อให้เกิดการจัดหาพลังงานขนาดใหญ่
นักวิจัยได้พัฒนาระบบจ่ายไฟขนาดเล็กที่สมบูรณ์แบบโดยการรวมเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและวงจรการจัดการพลังงาน ระบบมีฟังก์ชั่นต่างๆเช่นการลดอิมพีแดนซ์การแก้ไขการจัดเก็บพลังงานและการควบคุมแรงดันไฟฟ้า ให้แรงดันคงที่สำหรับเอาต์พุต DC เอาต์พุตให้พลังไฟฟ้าแบบเรียลไทม์หรือเรียกเก็บเงินโดยตรงสำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปรวมถึงโทรศัพท์มือถือ ความหนาแน่นของกำลังรับจ่ายกระแสไฟฟ้าปัจจุบันอยู่ที่ 500 วัตต์ต่อตารางเมตร
