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科学家发现新型发电方式碳纳米管产生大电流

发布时间:2020-03-20 10:14:16阅读:来源:万测试验设备

麻省理工学院科学家发现一种新发电方式,利用碳纳米管产生出大电流,可为超小型装备提供电能,而且纳米管产生的电能是同等重量锂离子电池电能的100倍。 参与研究的科学家迈克尔·斯特拉诺( Michael Strano)称这项研究翻开了能量研究领域的全新一页。麻省理工学院科学家介绍了实验进程:他们首先制备直径仅几十亿分之一米的碳纳米管,然后在碳纳米管表面涂覆一层燃料,利用激光束或高压火花点燃纳米管1 端的燃料,随即,沿着纳米管长度方向将产生快速移动的热波,就犹如导火索点燃后,火焰沿着导火索快速移动的情形。

燃料燃烧产生的热量以非常快的速度传入碳纳米管,热量在纳米管中的传播速度比在燃料本身中的传播速度快数千倍。随着碳纳米管的热量反馈回燃料,沿着碳纳米管长度构成了一个热波。实验证明,当温度为3000开尔文时,沿着碳纳米管传播的热环的速度非常快,是燃料化学反应产生热量速度的10000倍。事实证明,燃烧产生的热量同时也推动电子沿着碳纳米管移动,从而产生很大的电流。斯特拉诺称,实验首次预测了燃烧产生的热波能够被碳纳米管引导,并且热波可以推动电子沿着纳米管前进。现在,实验所用的这套系统已能够提供电能。从重量方面比较,纳米管产生的电能是同等重量锂离子电池电能的100倍。斯特拉诺称,这套系统产生的电能比通过常规热电计算所估算的结果大很多。研究人员分析了碳纳米管产生电能的缘由。斯特拉诺说,碳纳米管产生的电能可以用称为电子拖带(electron entrainment)的机制来解释,即热波成为了电荷的载体,就犹如洋波搜集和传播海洋表面的碎片那样,这1重要的特性可让系统产生巨大的能量。斯特拉诺说,现在还不能完全估计这套系统在未来的用处,其可应用在超小型电子设备上为其提供能量,同时,它也可能用于环境传感器装备中。从理论上来讲,这套系统在未使用前能无限期的保持能量,而普通电池电量在使用前就已将逐步衰减。斯特拉诺认为将纳米管进行排列后,可用来为大型装备提供足够的能量。研究者打算采取不同种类的涂覆材料来进行实验,让这套系统产生交流电,可开辟出更多的用处。同时,现在的系统电能效力较低,许多能量都化作热散失掉,研究小组计划通过采取一定的措施来提高其热电转换效力。

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