最新的风能创新:树上飘扬的叶子

导读 一种新设备模仿了三叶杨的树枝和叶子,当它的人造叶子在风中摇摆时发电。爱荷华州立大学遗传学、发育和细胞生物学副教授 Michael McClosk

一种新设备模仿了三叶杨的树枝和叶子,当它的人造叶子在风中摇摆时发电。

爱荷华州立大学遗传学、发育和细胞生物学副教授 Michael McCloskey 表示,该概念不会取代风力涡轮机,但该技术可能会为小型且视觉上不显眼的机器创造一个利基市场,这些机器将风能转化为电能。设备的设计。

“这里可能的优势是美观和较小的规模,这可能允许离网能量收集,”麦克洛斯基说。“我们着手回答一个问题,即你是否可以从看起来像植物的东西中获得有用的电力。答案是‘可能’,但这个想法需要进一步发展。”

麦克洛斯基说,一些城市地区的手机信号塔,比如拉斯维加斯,已经被伪装成树木,树叶只是为了提高信号塔的美感。他说,从这些叶子中提取能量会增加它们的功能。

仿生树的叶子以白杨树叶为模型,依靠压电过程来发电。(来源:克里斯托弗·甘农)

PLOS ONE中的论文报告了一个仿生学的例子,或者使用人工手段来模仿自然过程。这一概念激发了人们进入计算机科学、制造和纳米技术等领域的新方法。

很多人不太可能将 McCloskey 实验室中的原型误认为是一棵真正的树。该设备有一个金属格子,上面挂着十几个三角叶杨叶形状的塑料襟翼。

爱荷华州的副科学家、该论文的合著者柯蒂斯·莫舍 (Curtis Mosher) 说,从研究人员建造的原型到具有数万片叶子的更令人信服的人造树,这并不是一个巨大的飞跃,每片叶子都可以通过风力发电.

“这绝对是可行的,但诀窍是在不影响效率的情况下完成它,” Mosher 说。“需要做更多的工作,但有可用的路径。”

叶柄内的特殊塑料小条在被移动空气弯曲时会释放电荷。这种过程被称为压电效应。对白杨树叶进行建模是因为它们扁平的叶柄迫使叶片以规则的方式振荡,从而优化了柔性压电条的能量产生。

遗传学、发育和细胞生物学教授埃里克·亨德森 (Eric Henderson) 也在研究团队工作,他设想了仿生树有助于为家用电器供电的未来。

亨德森说,这种仿生技术可能会成为那些想要产生有限风能而不需要高大和阻碍塔或涡轮机的人的市场。

但 McCloskey 表示,实现这一愿景意味着找到一种替代的机械到电气转换方法,或者一种将风能转化为可用电力的方案。ISU 实验采用的压电方法没有达到该技术在市场上竞争所需的效率。

亨德森说,压电是一个明显的起点,因为材料广泛可用。但下一步将需要一种新的方法。

其他转换方法,例如摩擦电,或通过不同材料之间的摩擦产生电荷,以相似的效率工作并且可以为自主传感器供电。然而,McCloskey 表示,需要更高的效率和进一步的研究才能生产出实用的设备。

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