將鹽水通過超疏水界面上來進行產電

出處 ScienceDaily 作者 陳玟惠 年份 2018/12/04
報告類型 能源新聞 分類 能源新聞 資料時間 2018年12月
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       加州大學聖地亞哥分校 (Univ. of California, San Diego) 的工程師們已研發出一種可用來產電的超疏水界面。當鹽水通過這個特殊紋理的界面時,至少可以產生50毫伏特的電壓。此概念性的驗證工作可以為實驗室晶片和其他微流體設備零件開發新的電源。研究人員表示,有朝一日會將該項技術擴展到海水淡化廠,以進行能源收集。
       由加州大學聖地亞哥雅各布斯工程學院機械和航太工程Prab Bandaru教授領導的研究團隊和Bei Fan (第一作者) 10月3日於Nature Communications期刊中發表了他們的研究成果。這項研究的主要構思是在充電界面上移動離子來產生電壓。 Bandaru表示:「這些離子移動的速度越快,產生的電壓就越多。」該研究團隊開發一個超疏水的界面,使水(及其攜帶的任何離子)在通過時能夠快速地流動。介面保持負電荷,因此鹽水中快速流動的正離子相對於帶負電的表面會產生電勢差進而產電。「由界面所減少的摩擦以及電的交互作用有助於獲得更高的電壓」Bandaru說。
       實驗測試方面,利用在矽晶片上蝕刻出一個小山脊(ridge)後,用油填充(例如合成機油),並將稀釋的鹽水利用注射泵傳輸到表面的微流體通道中,即可在通道的末端測量到電壓。該技術利用合成油等液體取代空氣,不僅可以保持電荷且不會與鹽水混合在一起。Bandaru和Fan開發的界面所產生的電壓比以前高出至少50%,且液體快速的流動以及擁有更窄、更長的通道可以獲得更高的電壓。展望未來,該團隊仍在努力研發能夠產生更多電力的特殊紋理界面的通道。這項研究得到了國家科學基金會(National Science Foundation) 的支持(CMMI 1246800和CBET 1606192)。