![Pinterest](https://pinterest.com/pin/create/button/?url=https://vi.root-nation.com/ua/news-ua/it-news-ua/ua-vcheni-vinayshli-batareyu-yaka-zaryadzhaetsya-vid-vologi-v-povitri/&media=https://vi.root-nation.com/wp-content/uploads/2022/08/battery-from-fabric.jpg&description=Команда дослідників з NUS розробила надтонкий "акумулятор", що заряджається з використанням вологи з повітря.){kind=link}
Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Cao đẳng Thiết kế và Kỹ thuật thuộc Đại học Quốc gia Singapore (NUS) đã phát triển một thiết bị siêu mỏng để tạo ra điện bằng cách sử dụng độ ẩm từ không khí (MEG). Nó được làm từ một lớp vải mỏng dày khoảng 0,3 mm, muối biển, mực carbon và một loại gel hút nước đặc biệt. Bước đột phá công nghệ này đã được xuất bản trong phiên bản in của tạp chí khoa học Vật liệu tiên tiến Ngày 26 tháng 2022 năm . Sử dụng muối biển làm chất hấp thụ độ ẩm thân thiện với môi trường, "pin" giống như vải này cung cấp sản lượng điện cao hơn so với pin AA thông thường. Nó có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử hàng ngày.
Khái niệm về thiết bị MEG dựa trên khả năng tạo ra điện của các vật liệu khác nhau bằng cách tương tác với độ ẩm trong không khí. Khu vực này được quan tâm vì có tiềm năng được sử dụng để cung cấp năng lượng cho nhiều loại thiết bị, bao gồm thiết bị điện tử cá nhân, cảm biến da điện tử và thiết bị lưu trữ thông tin.
Các vấn đề chính của công nghệ MEG hiện đại là độ bão hòa nước của thiết bị dưới ảnh hưởng của độ ẩm môi trường và các đặc tính điện không đạt yêu cầu. Có nghĩa là, năng lượng điện do các thiết bị này tạo ra không bền vững, cũng như không đủ để cung cấp năng lượng cho các thiết bị.
Để vượt qua những thách thức này, một nhóm nghiên cứu do Phó Giáo sư Tan Swee Ching đứng đầu từ Khoa Kỹ thuật và Khoa học Vật liệu của CDE đã phát triển một thiết bị MEG mới chứa hai vùng có các đặc tính khác nhau. Thiết bị MEG của nhóm NUS bao gồm một lớp mô mỏng được phủ các hạt nano carbon. Trong nghiên cứu của mình, nhóm nghiên cứu đã sử dụng bột gỗ và vải polyester bán sẵn trên thị trường.
Khu vực "ẩm ướt" của mô được bao phủ bởi một hydrogel ion hút ẩm. Nhờ sử dụng muối biển, một loại gel hút nước đặc biệt có thể hút ẩm gấp sáu lần trọng lượng ban đầu. Chính anh ta là người chịu trách nhiệm thu thập hơi ẩm từ không khí. Vùng "khô" của mô đối diện không chứa lớp hút ẩm. Điều này là cần thiết để sự hấp thụ nước được hạn chế ở khu vực "ẩm ướt".
Năng lượng được tạo ra khi các ion muối biển được tách ra bằng cách hấp thụ nước trong vùng "ẩm ướt". Các ion tự do mang điện tích dương (cation) được hấp thụ bởi các hạt nano cacbon, có điện tích âm. Điều này gây ra những thay đổi trên bề mặt của vải, tạo ra một điện trường trên đó. Những thay đổi này cũng cho phép mô tích trữ năng lượng để sử dụng sau này.
Bằng cách sử dụng kết hợp các vùng "ướt" và "khô" trên vải, có thể đảm bảo độ ẩm cao ở vùng trước và độ ẩm thấp ở vùng sau. Điều này cho phép duy trì sản lượng điện ngay cả khi khu vực "ẩm ướt" được bão hòa nước. Sau khi "pin" được để trong môi trường thoáng và ẩm ướt trong 30 ngày, hơi ẩm vẫn được giữ lại trong khu vực "ẩm ướt", chứng tỏ hiệu quả của thiết bị trong việc duy trì năng lượng điện.
Thiết kế của nhóm nghiên cứu Singapore cũng thể hiện tính linh hoạt cao và có thể chịu được xoắn, lăn và uốn cong. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh tính linh hoạt của "pin" bằng cách gấp nó thành một con hạc origami, điều này không ảnh hưởng đến hiệu suất của nó. Thiết bị MEG có thể đã được áp dụng do dễ mở rộng quy mô và nguyên liệu thô có sẵn trên thị trường.
"Sau khi hấp thụ nước, một mảnh vải 1,5x2cm tạo ra năng lượng có thể cung cấp tới 0,7V trong hơn 150 giờ trong môi trường không đổi", Tiến sĩ Zhang Yaoxing của nhóm nghiên cứu cho biết.
Nhóm NUS cũng đã chứng minh thành công khả năng mở rộng của thiết bị năng lượng mới của họ cho các ứng dụng khác nhau. Nhóm nghiên cứu của NUS đã kết nối ba mảnh "vải" này và đặt chúng trong một hộp in 3D có kích thước bằng một viên pin AA tiêu chuẩn. Điện áp của thiết bị được lắp ráp là 1,96 V.
Khả năng mở rộng của sáng chế NUS, sự thuận tiện của việc thu được các nguyên liệu thô có sẵn trên thị trường và chi phí sản xuất thấp làm cho sáng chế này phù hợp để sản xuất hàng loạt. Các nhà nghiên cứu đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế và có kế hoạch khám phá các chiến lược thương mại hóa tiềm năng cho các ứng dụng trong thế giới thực.
Đọc thêm:
Bạn có thể giúp Ukraine chiến đấu chống lại những kẻ xâm lược Nga. Cách tốt nhất để làm điều này là quyên góp quỹ cho Các lực lượng vũ trang của Ukraine thông qua Cuộc sống tiết kiệm hoặc thông qua trang chính thức NBU.