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華東師範大學科研團隊找到將海水直接轉換電能的新方式

華東師範大學科研團隊找到將海水直接轉換電能的新方式

2019-05-14 Comments 0 Comment

來自華東師範大學(ECNU)的科研團隊近日找到了從海水中直接轉換電能的新方式,讓潛水機器人、深海探測器進入更多水下未知領域成為可能。在對深海的探測中需要面臨諸多嚴峻的環境考驗,對於水下探測、修復和監測設備提出了巨大的挑戰,目前通常使用救生電纜和水面上的科研船進行連接,意味著活動範圍受到較大的限制。

seawater-powered-battery-dual-power-switching-1.jpg

解決這些局限性的一種方法是從海水本身產生補充電力。世界上已經出現了諸多相關的技術方案,並處於不同的發展階段,但華東師範大學(ECNU)的研究人員從一個略微不同的角度來解決這個問題。近期發表在學術期刊《Angewandte Chemie》上的一篇論文[ PDF ]中,華東師範大學物理和材料科學學院研究員胡鳴(Ming Hu)帶領的科研團隊受到海洋生物啟發,利用不同材料作為電子受體在有氧和厭氧之間轉換細胞呼吸的能力。

研究人員利用這個原理設計了一種新型發電機,可以高效,經濟地滿足潛水技術不同的電力需求。他們的系統不僅提供可靠的長期功率,而且還可以自動觸發,以適應低功率任務(如燈光,溫度監控和巡航)或簡短的高功率任務(如加速)或機械夾具的操作)。

使用Prussian Blue製成的陰極可以實現這種可切換的發電。普魯士藍具有氰化物離子作為“支柱”和鐵離子作為“節點”的結構,其容易接受和釋放電子,並且當與金屬陽極結合時,可用於從周圍海水發電。但除了價格之外,顏料還有其他好處。其獨特的構成使其能夠比通常用於電池電極的其他化合物更快速且可逆地儲存能量。這使其具有令人難以置信的彈性,特別是在充電/放電循環時。

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