液体ガスの二相水エネルギー集集は,蓮の葉にインスパイアされたジャヌスの表面を介して行われます
Zefang Dong1,2, Jiaxin Bai3, Guoxu Liu1,2
1Beijing Key Laboratory of High-Entropy Energy Materials and Devices, Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems, Chinese Academy of Sciences, Beijing, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|February 22, 2026
まとめ
この研究では,液体とガスの水相から同時にエネルギーを吸収する新しい二相水エネルギーハーベスターを導入しています. このイノベーションは,雨と大気中の水分を利用して効率的に電子機器を動かし,持続可能なエネルギーソリューションを提供しています.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- エネルギー収集 (Energy Harvesting) について
- 再生可能エネルギーの再生可能エネルギー
背景:
- 既存の水エネルギーハーベスターは,しばしば1つの水相 (液体またはガス) しか使用しないため,水学サイクルからのエネルギーの捕獲が非効率化されます.
- 分散型低電力電子機器は,特に遠隔地またはオフグリッドの場所では,持続可能な電力源を必要とします.
研究 の 目的:
- 液相とガス相の両方の水を同時に利用してエネルギーを生成する二相水エネルギーハーベスターを開発する.
- シングルフェーズ水エネルギーハーベスターの限界を克服し,水文循環エネルギー利用の効率を改善するために.
主な方法:
- この装置は,蓮の葉にインスパイアされたジャヌス湿潤戦略を採用し,水嫌性と水性性の異なる表面を有しています.
- 排水性の表面は,水滴からの運動エネルギーをパルス式電気に変換します.
- イオンヒドロゲルを含む水性表面は,大気中の水分を吸収し,イオン濃度グラデーションと電気化学的ポテンシャルを通じて継続的な電気を生成します.
主要な成果:
- デュアルフェーズ・ハーベスターは,最大電力密度78.91μWcm−2.2.を達成しています.
- 36cm × 28cmの配列は,8.2Vの連続電圧と5.6mAの電流を生成する能力を実証しました.
- 降雨 (16.5 mm min−1) の下では,150 Vまでの重複した一時的な電圧パルスと0.3 mAのパルス電流が記録され,道路灯や携帯電話などの装置に電力を供給するのに十分であった.
結論:
- 開発された液体ガス二相水エネルギーハーベスターは,水によるエネルギー発電の重要な進歩を提供します.
- そのスケーラビリティと継続的およびパルス電気の両方を生成する能力は,水豊富な環境でオフグリッドのモノのインターネット (IoT) デバイスに電力を供給するための有望なソリューションです.
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