Эрдэмтэд агаар дахь чийгээс цэнэглэдэг "батарей" зохион бүтээжээ

Сингапурын Үндэсний Их Сургуулийн (NUS) Дизайн, Инженерийн коллежийн судлаачдын баг агаарын чийгийг (MEG) ашиглан цахилгаан үйлдвэрлэх хэт нимгэн төхөөрөмжийг бүтээжээ. Энэ нь 0,3 мм орчим зузаантай нимгэн даавуу, далайн давс, нүүрстөрөгчийн бэх, ус шингээх тусгай гель зэргээр хийгдсэн. Энэхүү технологийн нээлтийг шинжлэх ухааны сэтгүүлийн хэвлэмэл хувилбарт нийтлэв Нарийвчилсан материал 26 оны тавдугаар сарын 2022. Далайн давсыг байгальд ээлтэй чийг шингээгч болгон ашигласнаар энэ даавуу шиг "батарей" нь ердийн АА батерейг бодвол илүү их цахилгаан гаралт өгдөг. Үүнийг өдөр тутмын электроникийг тэжээхэд ашиглаж болно.

MEG төхөөрөмжүүдийн тухай ойлголт нь янз бүрийн материалын агаар дахь чийгтэй харилцан үйлчлэлцэж цахилгаан үүсгэх чадварт суурилдаг. Энэ бүс нь хувийн электроник, арьсны электрон мэдрэгч, мэдээлэл хадгалах төхөөрөмж зэрэг олон төрлийн төхөөрөмжийг тэжээхэд ашиглах боломжтой учраас сонирхол татдаг.

Орчин үеийн MEG технологийн гол асуудал бол хүрээлэн буй орчны чийгшил, хангалтгүй цахилгаан шинж чанарын нөлөөн дор төхөөрөмжийн усаар ханасан байдал юм. Өөрөөр хэлбэл, ийм төхөөрөмжүүдийн үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүч нь тогтвортой биш бөгөөд төхөөрөмжийг тэжээхэд хангалттай биш юм.

Эдгээр сорилтыг даван туулахын тулд CDE-ийн Материалын шинжлэх ухаан, инженерчлэлийн тэнхимийн дэд профессор Тан Сви Чингээр ахлуулсан судалгааны баг өөр өөр шинж чанартай хоёр бүсийг агуулсан шинэ MEG төхөөрөмжийг бүтээжээ. NUS-ийн багийн MEG төхөөрөмж нь нүүрстөрөгчийн нано хэсгүүдээр бүрсэн нимгэн эдээс бүрддэг. Судалгааны багийнхан худалдаанд байгаа модны нухаш, полиэфир даавууг ашигласан.

Эд эсийн "нойтон" хэсэг нь гигроскопийн ионы гидрогелээр хучигдсан байдаг. Далайн давс хэрэглэсний ачаар ус шингээх тусгай гель нь чийгийг анхны жингээсээ зургаа дахин шингээж чаддаг. Энэ бол агаараас чийгийг цуглуулах үүрэгтэй хүн юм. Эсрэг талын даавууны "хуурай" хэсэг нь гигроскопийн давхарга агуулдаггүй. Усны шингээлтийг "нойтон" хэсэгт хязгаарлахын тулд энэ нь зайлшгүй шаардлагатай.

Далайн давсны ионуудыг "нойтон" бүсэд ус шингээх замаар тусгаарлах үед энерги үүсдэг. Эерэг цэнэгтэй чөлөөт ионууд (катионууд) сөрөг цэнэгтэй нүүрстөрөгчийн нано хэсгүүдэд шингэдэг. Энэ нь даавууны гадаргуу дээр өөрчлөлтийг үүсгэж, дээр нь цахилгаан талбар үүсгэдэг. Эдгээр өөрчлөлтүүд нь эд эсийг дараа нь ашиглах эрчим хүчийг хадгалах боломжийг олгодог.

Даавуунд "нойтон" ба "хуурай" хэсгүүдийг хослуулан хэрэглэснээр эхнийх нь чийгийн агууламж өндөр, сүүлийнх нь чийгийн агууламж багатай байх боломжтой. Энэ нь "нойтон" хэсэг нь усаар ханасан байсан ч цахилгааны гаралтыг хадгалах боломжийг олгодог. "Батарей"-ыг 30 хоногийн турш ил, чийглэг орчинд байлгасны дараа чийгийг "нойтон" хэсэгт хадгалсан хэвээр байгаа нь төхөөрөмжийн цахилгаан эрчим хүчийг хадгалахад үр дүнтэй болохыг харуулж байна.

Сингапурын багийн загвар нь мөн өндөр уян хатан чанарыг харуулсан бөгөөд мушгирах, гулзайлгах, гулзайлгах зэргийг тэсвэрлэх чадвартай байв. Судлаачид "батарей"-ыг оригами тогоруу болгон эвхэж, уян хатан чанарыг харуулсан бөгөөд энэ нь түүний гүйцэтгэлд нөлөөлсөнгүй. MEG төхөөрөмжийг масштаблахад хялбар, худалдаанд гарах боломжтой түүхий эд зэргээс шалтгаалан аль хэдийн ашиглах боломжтой байж магадгүй юм.

"Ус шингээсний дараа 1,5х2 см хэмжээтэй нэг ширхэг эрчим хүч үүсгэгч даавуу нь тогтмол орчинд 0,7 гаруй цагийн турш 150В хүртэл хүчдэлийг хангаж чадна"” гэж судалгааны багийн доктор Жан Яосин хэлэв.

NUS-ийн баг мөн янз бүрийн хэрэглээнд зориулж шинэ эрчим хүчний төхөөрөмжөө өргөжүүлэх чадварыг амжилттай харуулсан. NUS-ийн багийнхан энэхүү "даавуу"-ны гурван хэсгийг холбож, стандарт АА батерейны хэмжээтэй 3D хэвлэсэн хайрцагт хийжээ. Угсарсан төхөөрөмжийн хүчдэл 1,96 В байв.

NUS-ийн шинэ бүтээлийн цар хүрээ, худалдаанд байгаа түүхий эдийг олж авахад хялбар, үйлдвэрлэлийн өртөг бага зэрэг нь энэхүү шинэ бүтээлийг олноор үйлдвэрлэхэд тохиромжтой болгодог. Судлаачид аль хэдийн патент авах хүсэлт гаргасан бөгөөд бодит хэрэглээнд ашиглах боломжтой арилжааны стратегийг судлахаар төлөвлөж байна.

Мөн уншина уу:

• Шинэ материал нь роботуудад хүрэлцэх мэдрэмжийг мэдрэх боломжийг олгоно
• Intel vs AMD: Шилдэг 10 компьютерийн процессор

Та Украинд Оросын түрэмгийлэгчдийн эсрэг тэмцэхэд тусалж чадна. Үүнийг хийх хамгийн сайн арга бол Украины Зэвсэгт хүчинд мөнгө хандивлах явдал юм Амьдралыг аврах эсвэл албан ёсны хуудсаар дамжуулан NBU.