可再生能源发展促使科学家探索曾被视为无用的资源,从食物垃圾到植物纤维,研究人员正从自然废弃物中寻找可持续能源,挑战在于找到环保、简单且廉价的现实解决方案。加拿大的一个研究小组称在核桃壳中找到答案,滑铁卢大学研究人员开发出一种装置,可将农业废弃物核桃壳转化为清洁电能,且仅靠水滴提供动力。

这个硬币大小、名为水力发电机(WEG)的发明,能产生足够能量运行计算器等小型设备。虽目前规模不大,但为电池或有线电力不实用地区的电子设备供电提供了新思路。
WEG运用水电能量收集技术,水从表面蒸发时会携带带电离子,这些离子在核桃壳多孔结构中移动,产生电不平衡进而产生电能。滑铁卢大学机械与机电一体化工程专业博士生纳兹穆尔·侯赛因称,只需一滴水和贝壳天然结构,无需破碎、浸泡或复杂加工,就能利用自然力量将废物转化为清洁能源。
侯赛因吃榛子并将壳放在电子显微镜下观察后产生兴趣,他看到的复杂图案是坚果运输水分和营养物质的自然系统一部分,很适合收集能量。滑铁卢团队测试四种不同坚果壳,结果证明核桃对能量产生最有效。为提高性能,研究人员对核桃壳进行清洁、处理、抛光并切割成精确形状。WEG每个单元包含加工后的核桃壳、水滴、电极、电线和3D打印外壳,连接四个单元产生的能量足以运行液晶计算器,证明了设计实用性。
侯赛因表示,这项技术可能彻底改变小型电子设备供电方式,尤其在偏远或离网地区,如监测森林的环境传感器、物联网和可穿戴医疗设备、救灾设备等都可依靠空气中微小水滴运行。
研究下一步是使设备可穿戴,团队正在试验从运动汗液或户外雨滴获取能量的设计,还在研究建筑物漏水传感器等实际用途。该小组测试木材作为替代材料,但核桃壳效果最强。侯赛因的工作在机械与机电一体化工程教授Norman Zhou博士和化学工程教授Aiping Yu博士指导下进行,研究已发表在《能源与环境材料》杂志上。













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