Forskare har utvecklat den första luftfuktighetsgeneratorn gjord med polyoxometalater (POM) som kan använda naturlig luftfuktighet för att producera ett kontinuerligt flöde av elektricitet. Denna innovation är ett avgörande framsteg när det gäller att effektivt utnyttja lågvärdiga energikällor. De unika egenskaperna hos POM gör att de kan fånga upp fukt från luften och omvandla den till pålitliga elektriska signaler.
Forskare utforskar för närvarande metoder för att utnyttja den rikliga mängden lågvärdig energi som finns i naturliga miljöer för att generera elektricitet. Ett forskarteam har framgångsrikt utvecklat en innovativ kraftgenerator som utnyttjar jordens naturliga luftfuktighet för att generera ett jämnt flöde av oavbrutna elektriska signaler . Det är den första fuktighetsgeneratorn som är tillverkad av polyoxometalater, ett material i nanostorlek. Användningen av lågvärdig energi ger en utmärkt möjlighet för polyoxometalater att inleda en lovande ny forskningsinriktning.
Teamet siktade på att lösa problemet med diskontinuitet i energiomvandlingsenheter. Deras mål var att lösa problemet med knappa material för att generera luftfuktighetsenergi och förbättra prestandan hos material som kan designas. Professor Weilin Chen vid institutionen för kemi vid Northeast Normal University sa: "Vi ville förstå omvandlingsprocessen från luftfuktighetsenergi till elektrisk energi och polyoxometallaternas roll i genereringen av luftfuktighetsenergi."
Polyoxometalater , även kända som POM, har speciella funktionella och morfologiska egenskaper. De gör dem till en mycket användbar komponent för montering, kontrollerbar syntes och prestandaforskning. Dessutom är de en mångsidig typ av oorganiska molekylära material. POM-nanomaterial har den otroliga förmågan att bilda mikroporösa strukturer , specifikt utformade för att fånga atmosfärisk fukt.
Förutom sin anmärkningsvärda motståndskraft mot ljus, värme och kemikalier är de också miljövänliga till sin natur. Enligt forskare förväntas dessa nanomaterial ha potential att effektivt utnyttja den atmosfäriska fuktigheten.
Teamet lyckades tillverka kluster av organiska ammonium-polyoxoanjoner med hjälp av POM. Genom att sätta ihop klustren skapades tunnfilmsgeneratorer med små, nanostora porer, kallade mikroporer. De har förmågan att fungera effektivt även i atmosfärisk fuktighet. POM-generatorn de skapade är effektiv och genererade en stabil spänning på 0.68 V. Den fungerar felfritt, utan avbrott, i nästan alla naturliga miljöer och klarar av atmosfäriska fuktighetsnivåer från 10 % till 90 %.
Den gröna generatorn driven av atmosfärisk fuktighet från POM använder polyoxometallater-nanokluster för att absorbera fuktighet från atmosfären genom mikroporerna i POM-nanotrådsfilmer. Vattnets fördelningsgradient bildar grundstrukturen för att generera kraft. POM-generatorn är mycket stabil och har en jämn kraftgenereringsprestanda.
Efter noggrann analys har teamet slutgiltigt kunnat konstatera att POM-kraftgeneratorn är mycket effektiv när det gäller att utnyttja den naturliga atmosfäriska fuktigheten. Denna teknik utnyttjar den ojämna fördelningen och det riktade flödet av joner för att producera obevekliga och oavbrutna elektriska signaler. Detta arbete introducerar innovativa koncept för att kontinuerligt utnyttja lågvärdig energi, samtidigt som det erbjuder ett nytt perspektiv på polyoxometallatkemi.
Se även : Revolutionerande apparat som utnyttjar vibrationsenergi och driver framtiden
Att utveckla en kontinuerlig källa till lågvärdig energi i en naturlig miljö har blivit ett akut och akut behov . Forskare har tidigare utvecklat apparater som kan samla in och utnyttja lågvärdig energi. Emellertid har dessa apparaters potential hämmats av det faktum att lågvärdig energi ofta är intermittent och instabil.
Forskare har gjort betydande framsteg i att utnyttja energipotentialen hos luftfuktighet under de senaste åren. Men den här gången gjorde de framgångsrikt den första fuktgeneratorn gjord med polyoxometalater för att producera kontinuerlig kraft.
Några av de potentiella tillämpningarna av POM-generator är:
- Att uppnå oavbruten strömförsörjning av utrustning genom sömlös integration med elektriska apparater
- Upptäcka mänskliga andningsprocesser
- Upptäcker, registrerar och varnar om förändringar i luftfuktigheten
- Att möta elbehoven i olika situationer
Professor Weilin Chen sa: ”Det viktigaste budskapet är att kontinuerlig kraftproduktion med hjälp av atmosfärisk fuktighet har uppnåtts genom design och modifiering av POM-nanomaterial, och mekanismen för kraftproduktion med hjälp av atmosfärisk fuktighet har fått en djupgående förståelse genom att använda egenskaperna hos POM-nanomaterial.”
Teamet strävar efter att få en heltäckande förståelse av processen för kraftgenerering genom luftfuktighet. Därför ser de framåt när det gäller att förbättra effektiviteten hos generatorn genom att optimera och screena material.
Se även : Att utnyttja den dolda kraften: Stenar som hållbara solenergilagringslösningar
”Det slutgiltiga målet är att uppnå effektiv användning av fuktgeneratorer för att främja hållbar utveckling av energi och miljö genom att utforska mekanismen som optimerar fuktgeneratorns effektivitet”, tillade professor Chen.
Källa Polyoxometallater för kontinuerlig kraftproduktion med hjälp av atmosfärisk fuktighet
