Forscher haben den ersten Feuchtigkeitsgenerator aus Polyoxometallaten (POMs) entwickelt, der natürliche Luftfeuchtigkeit zur kontinuierlichen Stromerzeugung nutzen kann. Diese Innovation ist ein entscheidender Fortschritt für die effiziente Nutzung kostengünstiger Energiequellen. Die einzigartigen Eigenschaften von POMs ermöglichen es ihnen, Feuchtigkeit aus der Luft zu gewinnen und in zuverlässige elektrische Signale umzuwandeln.
Wissenschaftler erforschen derzeit Methoden zur Nutzung der reichlich vorhandenen, preiswerten Energie in der Natur vorkommende Energiequellen zur Stromerzeugung. Ein Forscherteam hat erfolgreich einen innovativen Stromgenerator entwickelt, der die natürliche Luftfeuchtigkeit der Erde nutzt, um ein stetiger Fluss ununterbrochener elektrischer SignaleEs handelt sich um den ersten Feuchtigkeitsgenerator, der aus Polyoxometallaten, einem nanometergroßen Material, hergestellt wird. Die Nutzung kostengünstiger Energie bietet Polyoxometallaten eine großartige Chance für eine vielversprechende neue Forschungsrichtung.
Das Team wollte das Problem der Diskontinuität in Energieumwandlungsgeräten lösen. Ihr Ziel war es, das Problem der knappen Materialien zur Erzeugung von Strom bei Luftfeuchtigkeit zu lösen und die Leistungsfähigkeit der verfügbaren Materialien zu verbessern. Professor Weilin Chen vom Fachbereich Chemie der Northeast Normal University sagte: „Wir wollten den Umwandlungsprozess von Luftfeuchtigkeitsenergie in elektrische Energie und die Rolle von Polyoxometallaten bei der Stromerzeugung durch Luftfeuchtigkeit verstehen.“
Polyoxometallate, auch bekannt als POMs, zeichnen sich durch besondere funktionelle und morphologische Eigenschaften aus. Sie machen sie zu einer äußerst nützlichen Komponente für die Montage, kontrollierbare Synthese und Leistungsforschung. Darüber hinaus sind sie ein vielseitiger Typ anorganischer molekularer Materialien. POM-Nanomaterialien haben die unglaubliche Fähigkeit zur Bildung mikroporöser Strukturen, speziell zum Auffangen von Luftfeuchtigkeit entwickelt.
Zusätzlich zu ihren bemerkenswerte Belastbarkeit Licht, Hitze und Chemikalien ausgesetzt sind, sind sie auch eco-friendly in der Natur. Wissenschaftlern zufolge wird erwartet, dass diese Nanomaterialien die Potenzial zur effektiven Nutzung der Luftfeuchtigkeit.
Dem Team gelang es, Cluster organischer Ammonium-Polyoxoanionen mithilfe von POMs herzustellen. Durch die Anordnung der Cluster entstanden Dünnschicht-Stromgeneratoren mit winzigen, nanometergroßen Poren, sogenannten Mikroporen. Sie funktionieren auch bei Luftfeuchtigkeit effektiv. Der von ihnen entwickelte POM-Generator ist effizient und erzeugte Dauerspannung von 0.68 V. Es funktioniert einwandfrei, ohne Unterbrechung, in fast allen natürlichen Umgebungen, bei Luftfeuchtigkeiten von 10% bis 90%.
Der POM-grüne Generator mit atmosphärischer Feuchtigkeit nutzt Polyoxometallat-Nanocluster Feuchtigkeit aus der Atmosphäre aufzunehmen durch die Mikroporen in POM-Nanodrähtenfilmen. Der Verteilungsgradient von Wasser bildet die Grundstruktur zur Stromerzeugung. Der POM-Generator ist sehr stabil und hat a konstante Stromerzeugungsleistung.
Nach sorgfältiger Analyse kam das Team zu dem Schluss, dass der POM-Stromgenerator die natürliche Luftfeuchtigkeit hocheffizient nutzt. Diese Technologie nutzt die ungleichmäßige Verteilung und den gerichteten Fluss von Ionen zur Erzeugung ununterbrochener elektrischer Signale. Diese Arbeit stellt innovative Konzepte zur kontinuierlichen Nutzung kostengünstiger Energie vor und bietet gleichzeitig eine neue Perspektive auf das Gebiet der Polyoxometallatchemie.
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Die Entwicklung einer kontinuierlichen Quelle für Energie mit geringem Wert in einer natürlichen Umgebung ist zu einem dringender und unmittelbarer BedarfWissenschaftler haben bereits Geräte entwickelt, mit denen sich Energie mit geringem Wert sammeln und nutzbar machen lässt. Das Potenzial dieser Geräte wurde jedoch dadurch gebremst, dass Energie mit geringem Wert oft unregelmäßig und instabil zur Verfügung steht.
Wissenschaftler haben in den letzten Jahren bedeutende Fortschritte bei der Nutzung des Energiepotenzials der Luftfeuchtigkeit erzielt. Dieses Mal gelang ihnen der Bau des ersten Feuchtigkeitsgenerators mit Polyoxometallaten, der kontinuierlich Strom erzeugt.
Einige der potenziellen Anwendungen des POM-Generators sind:
- Erreichen einer unterbrechungsfreien Stromversorgung der Geräte durch nahtlose Integration mit Elektrogeräten
- Erkennung menschlicher Atmungsprozesse
- Erkennen, Aufzeichnen und Warnen bei Änderungen der Umgebungsfeuchtigkeit
- Deckung des Strombedarfs in verschiedenen Situationen
Professor Weilin Chen sagte „Die wichtigste Botschaft ist, dass durch die Entwicklung und Modifizierung von POM-Nanomaterialien eine kontinuierliche Stromerzeugung durch Nutzung der Luftfeuchtigkeit erreicht wurde und dass der Mechanismus der Stromerzeugung durch Luftfeuchtigkeit durch die Nutzung der Eigenschaften von POM-Nanomaterialien tiefgreifend verstanden wurde.“
Das Team möchte den Prozess der Stromerzeugung durch Luftfeuchtigkeit umfassend verstehen. So möchte es künftig die Effizienz des Generators durch die Optimierung und Prüfung von Materialien verbessern.
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„Das ultimative Ziel besteht darin, den effizienten Einsatz von Feuchtigkeitsgeneratoren zu erreichen, um eine nachhaltige Entwicklung von Energie und Umwelt zu fördern, indem der Mechanismus erforscht wird, der die Effizienz des Feuchtigkeitsgenerators optimiert.“ fügte Professor Chen hinzu.
Quelle Polyoxometallate zur kontinuierlichen Stromerzeugung durch Luftfeuchtigkeit
