发电机市场一路前行

    纳米发电机项目由美国国防部高级研究计划局(DARPA)、美国空军和美国国家科学基金会资助。2006年初,王中林在美国《科学》杂志上发表论文指出,可通过由压电材料合成的纳米线将机械能转化为电能,并首次提出了纳米发电机的原理。
    纳米发电机主要依靠诸如氧化锌等晶体材料中出现的压电效应。压电效应指晶体材料在机械压力下可产生电势。通过捕捉和收集氧化锌纳米线产生的电荷,能够产生3伏电压,大约300毫微安的电流。
    在最新的实验中,机械能来自于研究人员对位于两个手指之间的一台纳米发电机的按压动作。在其他情况下,机械能也可能来自心跳、徒步旅行者的鞋子踏在路上的重量、衣服在风的吹拂下发出的沙沙声等。他们成功提高了纳米线产生的电力,足以驱动液晶显示屏、激光器、发光二极管等电子设备。
  比起当前的发电设备,纳米发电机有多项优点。它们不像许多压电材料那样需要有毒重金属,这使其非常环保,而且嵌入到人体内也不会对健康造成伤害。它们还可以在低于水的沸点的温度,即低于制造标准电子元件所需的温度下制成。此外,这种发电机“很有可能可以大批量生产”,这样,它们就能够“飞入寻常百姓家”,应用于生活的各个方面。
    从2005年开始研究纳米发电机到现在,纳米发电机的输出电力已经大为提高,目前的纳米发电机产生的电流强度与一年前相比已经提高了100倍。如果持续不断地改进技术,三五年内,就可以将纳米发电机真正应用在保健设备、个人电子产品以及环境监测设备上。
  研究团队报告了首个可在导电和不导电衬底上的化学晶膜上生长的垂直式PZT单晶纳米线阵列。演示过程中,通过使用一个整流电路把交流电转换为直流电,PZT纳米发电机为一个激光二极管提供了电力,这表明,PZT也可以成为纳米发电机的组成原料。
    尽管在发电方面PZT的表现不如氧化锌好,但这种替代材料可让研究人员根据需要灵活选择最好的材料。
    纳米发电机有它的独到之处,更多的是带来了企业的不断发展,把中国推向了高潮地位。

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