Новый материал может генерировать электричество, поглощая энергию из окружающей среды

Инженеры Массачусетского технологического института открыли новый способ производства электричества с использованием крошечных углеродных частиц, которые могут создавать ток, просто взаимодействуя с окружающей их жидкостью.

0 837

Инженеры Массачусетского технологического института открыли новый способ производства электричества с использованием крошечных углеродных частиц, которые могут создавать ток, просто взаимодействуя с окружающей их жидкостью.

По словам исследователей, жидкость, органический растворитель, вытягивает из частиц, генерируя ток, который можно использовать для запуска химических реакций или для питания микро- или наноразмерных роботов.

«Этот механизм новый, и этот способ производства энергии совершенно новый, — говорят ученые. «Эта технология интригует, потому что все, что вам нужно сделать, это пропустить растворитель через слой этих частиц. Это позволяет выполнять электрохимию, но без проводов».

В новом исследовании, описывающем это явление, ученые показали, что они могут использовать этот электрический ток для запуска реакции, известной как окисление спирта — органической химической реакции, которая важна в химической промышленности.

Уникальные свойства

Новое открытие стало результатом исследований углеродных нанотрубок — полых трубок, состоящих из решетки атомов углерода, которые обладают уникальными электрическими свойствами.

В 2010 году исследователи впервые продемонстрировали, что углеродные нанотрубки могут генерировать « термоЭДС». Когда углеродная нанотрубка покрыта слоем топлива, движущиеся импульсы тепла или волны термоЭДС перемещаются по трубке, создавая электрический ток.

Эта работа привела исследователей к открытию родственной особенности углеродных нанотрубок. Они обнаружили, что, когда часть нанотрубки покрыта тефлоноподобным полимером, это создает асимметрию, которая позволяет электронам течь от покрытой к непокрытой части трубки, генерируя электрический ток. Эти можно вытянуть, погрузив частицы в растворитель, который жаждет электронов.

Чтобы использовать эту способность, исследователи создали частицы, генерирующие электричество, измельчая углеродные нанотрубки и превращая их в лист материала, похожего на бумагу. Одна сторона каждого листа была покрыта тефлоноподобным полимером, а затем ученые вырезали мелкие частицы, которые могут иметь любую форму и размер. Для этого исследования они сделали частицы размером 250 на 250 микрон.

Когда эти частицы погружаются в органический растворитель, такой как ацетонитрил, растворитель прилипает к непокрытой поверхности частиц и начинает вытягивать из них электроны.

«Внутри нет сложной химии батареи. Это просто частица, которую вы помещаете в растворитель, и она начинает генерировать электрическое поле».

Сила частиц

Текущая версия частиц может генерировать около 0,7 вольт электричества на частицу. Ученые также показали, что они могут образовывать массивы из сотен частиц в небольшой пробирке.

Этот реактор с «уплотненным слоем» вырабатывает достаточно энергии для химической реакции, называемой окислением спирта, в которой спирт превращается в альдегид или кетон. Обычно эту реакцию не проводят с использованием электрохимии, потому что для этого потребуется слишком большой внешний ток.

«Поскольку реактор с уплотненным слоем компактен, он имеет большую гибкость с точки зрения применения, чем большой электрохимический реактор», — говорят исследователи. «Частицы могут быть очень маленькими, и им не нужны внешние провода, чтобы проводить электрохимическую реакцию».

Далее исследователи надеются использовать этот вид выработки энергии для создания полимеров, используя только диоксид углерода в качестве исходного материала.

В более долгосрочной перспективе этот подход может также использоваться для питания микро- или наноразмерных роботов.

Войти с помощью: 
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Будем рады вашим мыслям, пожалуйста, прокомментируйте.x
()
x