比太阳能发电还强生锈铁板可认为电动车发电?

发布时间:2021-11-27 09:29:14   来源:亚洲城网页版

  铁锈这种东西咱们在日常日子中经常见到,小到铁钉螺丝,大到金属机械,这些恼人的金属“病毒”不光十分简略缩短金属制品的运用寿命,一起又很难被处理。不过,最新的研讨标明,这些讨人厌的铁锈好像也有了正面的积极作用,比方用来发电。

  上个月在《美国国家科学院院刊》的一篇论文中,来自加州理工学院的化学教授汤姆•米勒(Tom Miller)和西北大学的弗朗茨•盖格(Franz Geiger)提出了一种依托铁锈和运动驱动的发电设备,来为从灯塔到医疗植入物等设备供给能量。

  这种铁锈发电设备能够工作依赖于一种被称为动电学效应的原理,其全体运作十分复杂。简略来说,它的基本原理是:盐水中的离子对铁锈(氧化铁)层下方铁合金里的电子发生招引,当盐水活动时,离子随之活动,并拖拽电子,然后发生电流。在效能方面,动电学效应的电能转化率也十分高,可将动能转化为电能的功率约为30%,而当时最好的太阳能电池板的电能转化功率也才20%左右。

  其实除了铁锈膜,研讨人员在试验室内用石墨烯原料也能做到此类发电,当把盐水滴在石墨烯上时,就会发生电能。石墨烯是一种由碳原子薄片制成的纳米资料,这种资料也因为也被用作电动车和电子产品中锂离子电池的负极资料。不过运用石墨烯原料的问题在于其价格十分贵重,且石墨烯薄膜的制作工艺和扩大化都十分复杂,而大型的氧化铁薄膜,也便是铁锈的制作则相对简略得多。

  究竟铁锈无处不在,并经常在无意中进行传达,特别是在轿车以及那些长时间浸泡在海水的船舶、浮标与码头上。即便它没有在天然环境中成长,人们也很简略经过将铁制品暴露在水中来制作铁锈。

  不过在米勒和盖格宣布的联合论文中却表明,用天然成长的铁锈是无法用于发电的,因为它们的形状和厚度改变很大,而他们用来发电的铁锈薄膜是选用特别办法制成。在试验中,他们用一种叫做物理气相堆积的办法制作了一层薄薄的金属,这个进程包含把铁变成蒸汽,然后在玻璃外表冷凝。这就发生了一层十分薄的金属,只要10到20纳米的厚度,比一层保鲜膜要薄1000倍。当暴露在空气中时,铁膜会自发在外表构成更薄的锈膜。然后,研讨小组用盐水在资料上活动,调查发生了什么。

  当把不同密度的盐水倒在这些特制的铁锈外表时,他们发现每平方厘米的薄膜能够发生几微安/几十毫伏的电流。米勒表明:“在10平方米的金属纳米膜上活动的盐水每小时能够发生满足的电力来为一个规范的美国家庭供电。”所以在他们看来,锈膜发电能够使用的场景许多,比方可用于掩盖浮标,为海上科学设备或桥梁发电,为邻近建筑物供电。它乃至能够用于为医疗设备供电,这是因为该进程适用于任何离子溶液,而不仅仅是盐水。

  不过比较惋惜的是,因为这种发电设备依赖于动能运动来发电,因而它们很可能不能像新式固态电池或液流电池那样被安装在轿车上。不过它依然能够用作大规模电网发电的电力来历,类似于沙漠太阳能电池阵列或离岸风力发电场这些。

  关于电动车是否环保,现在很大的争议就在于其电力来历,究竟大多数电能仍是经过污染严峻的火力发电来取得。不过跟着太阳能发电、风力发电、水力发电等新清洁电力的参加,再加上十分有潜力的铁锈发电,信任这些环保发电技能对电动车削减碳排放一定会带来愈加有利的影响。

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