興大「奈米防水發電布」 風吹、雨打、舉手投足都能發電
興大教師賴盈至(右一)與團隊研發「奈米防水發電布」,風吹雨打、舉手投足均能轉變成電力。(記者蘇孟娟攝)
〔記者蘇孟娟/台中報導〕中興大學材料系團隊開發「奈米防水發電布料」,透過在布料上塗上特殊高分子塗料,使磨擦動作更易產生靜電,再透過布料上的結構設計,能擷取風吹、雨打及人體運動等磨擦產生的機械能,轉換成為可以用的電力,目前已能供小型電子元件如LED燈發光或手錶運轉等;相關研究1月刊登國際頂尖期刊《尖端科學》(Advanced Science)。
該技術由興大材料系助理教授賴盈至與團隊成員研究生蕭勇麒、吳幸玫等合作開發出可產生電能的摩擦奈米發電布料。
賴盈至指出,研究源起主要想到台灣屬於海島型氣候,具有風吹、雨水等豐富的大自然資源,目前雖有風力或水力發電,但硬體造價昂貴,另想到不少偏遠地區若無法拉線,就沒辦法享受電力便利,思考如何善用天然資源。
此外,民眾生活中也常有突如其來接觸到靜電的經驗,靜電能否有效利用,也讓團隊倍感好奇。
賴盈至團隊決定從靜電摩擦生電的原理著手研究自然發電運用之道,設計可產生電能的摩擦奈米發電布料,布料塗抹高分子塗料,特殊塗料能讓靜電更易形成,再透過多層結構的布料擷取靜電轉換成電能。
此布料可擷取大自然常見,卻無法被有效利用的微弱機械能,如風吹、雨打特殊布面,或人體運動磨擦用特殊布料製成的衣服等,等於舉手投足或風吹雨打下均能轉換成有用的電能再利用。
賴盈至說,經實驗若以1平方公尺大小的「奈米防水發電布」,經每秒15.4公尺的風速吹拂,可產生約900伏特的電力;經每秒120毫升的雨量拍打瞬間,可產生約700伏特電力。
賴盈至說,一般只要4、50伏特的電力,就足以同時讓數十顆LED燈泡發光;可用在鞋子、衣服發光,助夜間辨識或街頭店家的招牌閃爍燈等,甚至製成錶帶可以支撐手錶運轉等。
賴盈至說,台灣街頭常見有旗幟廣告,若製成生活常見的旗幟、雨傘、雨衣、遮雨棚以及衣物等,就能達成無時無刻、隨時隨地都能發電的目標;目前研究可接如行動電源等儲電電池,等於轉換得到的電力即時當下不用時,也能儲電再利用。
團隊更進一步,透過機械能轉換電能的特性,在衣服上成功開發出不需電源供給的自驅動感測器,利用手指觸摸布面,產生的電訊號即可操控手機、電腦等裝置,可利用開發智慧衣物。
賴盈至指出,傳統發電機不僅造價昂貴、笨重且體積龐大,都受到區域性,以及地方氣候的限制,未必能有效利用豐沛的大自然資源,但發電布料開發生活運用後,可製成各種具有不同功能的產品,讓大自然的力量變有效利用的綠色能源。
興大教師賴盈至與團隊研發「奈米防水發電布」,風吹雨打、舉手投足均能轉變成電力。(記者蘇孟娟攝)
興大教師賴盈至與團隊研發「奈米防水發電布」,透過人體動作就能發電讓LED燈發光。(記者蘇孟娟攝)
興大教師賴盈至與團隊研發「奈米防水發電布」,不需接電源或電池,透過觸摸動作就能操作電腦。(記者蘇孟娟攝)
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