마시는 새 장난감에서 영감을 얻은 발전기는 증발된 물로 전자 제품에 전력 을 공급합니다.

홍콩과 중국 광저우의 과학자들은 고전적인 마시는 새 장난감에서 영감을 받아 물 증발의 에너지를 전기로 효율적으로 변환하여 소형 전자 장치에 전력을 공급하는 엔진을 개발했습니다. 이 장치는 물에서 전기를 생산하는 다른 기술보다 훨씬 높은 100볼트를 초과하는 에너지 출력을 생성하며 100밀리리터의 물만 연료로 사용하여 며칠 동안 작동할 수 있다고 3월 14일 저널에 발표된 연구에 따르면 장치.

이번 연구의 제1저자이자 남중국공과대학교 교수인 Hao Wu는 “음용새 마찰 전기 수력발전기는 물을 쉽게 이용할 수 있는 연료원으로 활용하여 주변 조건에서 소형 전자 장치에 전력을 공급할 수 있는 독특한 수단을 제공합니다”라고 말했습니다. “아직도 실제 결과를 보면 놀랍고 설렙니다.”

“디피 버드”라고도 불리는 마시는 새 장난감은 수십 년 동안 과학 교실의 고정물이었습니다. 이 장난감은 휘발성이 높은 액체인 염화메틸렌이 들어 있는 유리관으로 연결된 두 개의 유리 전구로 구성되어 있습니다. 새의 부리와 장식용 모자가 포함된 상단 전구는 펠트 같은 소재로 덮여 있으며 새의 몸은 두 개의 플라스틱 다리에 매달려 있습니다. 새의 머리를 물 한 컵에 담그면 물이 증발하기 시작합니다. 이로 인해 하단 전구의 유체가 머리를 채울 때까지 튜브를 통해 상승하는 압력 차이가 발생하여 새가 과정이 다시 시작되기 전에 “음료를 마시기” 위해 물 속으로 앞으로 담그게 됩니다.

Wu는 증발 에너지 발생기에서 더 큰 전압 출력을 생성하는 방법에 대해 고민하던 홍콩 폴리테크닉 대학의 Zuankai Wang 교수 그룹의 박사후 연구원이었을 때, 그녀는 마시는 새 장난감을 기억하고 그것이 다음과 같은 용도로 사용될 수 있다는 아이디어에 충격을 받았습니다. 물리학 개념을 보여주는 도구 그 이상입니다.

“나는 증발 에너지를 먼저 기계 에너지로 변환한 다음 이를 전기로 변환할 수 있는지 고민하기 시작했습니다.”라고 Wu는 말했습니다. “그때 물먹는 새 장난감을 활용하자는 아이디어가 떠올랐습니다. 이러한 영감을 바탕으로 물 마시는 새 마찰 전기 수력 발전 장치의 개념이 탄생했습니다.”

발전기를 만들기 위해 Wu와 동료들은 상업적인 마시는 새 장난감으로 재구성한 마시는 새 엔진의 양쪽에 기계적 에너지를 수집하는 두 개의 마찰전기 나노발전기 모듈을 배치했습니다. 연구원들은 20개의 LCD(액정 디스플레이), 온도 센서 및 계산기에 전원을 공급하는 데 사용하여 다양한 소형 전자 장치로 프로토타입을 테스트했습니다.

발전기 속도를 늦추는 마찰을 극복하는 것이 이번 연구의 주요 과제라고 Wu는 말했습니다. 연구진은 마찰전기 나노발전기 모듈의 전하 전달 물질로 패턴화된 섬유를 부착했는데, 이는 마찰을 줄이는 데 도움이 되고 장치가 보다 원활하게 작동할 수 있게 해주는 전략이었습니다.

연구의 다음 단계에서 팀은 물 증발을 전기 에너지로 보다 효율적으로 변환하는 것을 목표로 시중에서 판매되는 장난감을 사용하는 대신 새로운 마시는 새를 디자인할 계획입니다.

이번 연구의 교신저자이자 홍콩이공대학교 석좌교수인 Zuankai Wang은 “또한 우리는 일상생활에서 사용할 수 있는 실용적인 제품을 전달하는 궁극적인 목표로 이 장치에 대한 다양한 응용 기회를 모색할 것”이라고 말했습니다. .

이 연구는 홍콩 연구 보조금 협의회, Meituan Green Tech Fund 및 New Cornerstone Science Foundation의 지원을 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/03/240314122109.htm