@ 2015.06.19 , 09:15

常温蒸汽动力装置

[-]
水蒸气可以发电来驱动一些微型机器人和传感器以及移动装置,这简直是一种绝佳的动力源。

生物学中常把水蒸气作为能量源,红杉树就是靠蒸腾作用通过根把地下水抽上树冠。最近哥伦比亚大学的研究人员开发了2款新型动力系统,利用常温水蒸气作为动力进行驱动。
[-]
之前他们发现,当空气中的湿度变化时,细菌的孢子会通过膨胀和收缩自动变形。同时,他们比其它的微生物更容易去推/拉动某些物体、而且搬动单位重量的物体所消耗的能量更少.

通过对这种袍子结构分析,他们设计了一种新型的塞动引擎(piston-driven engine)。这种引擎中,通过在胶带上粘上孢子膜和一些线,使得塑胶带的结构与孢子薄膜比较相似。在空气干燥时,塑胶袋会收缩;当空气变得潮湿时,胶带又会伸展开来。他们称这种系统为空气湿度驱动人工肌肉(hygroscopy driven artificial muscles)或者九头蛇(HYDRAs)。

在实验中,研究人员将几十个这样的孢子覆盖膜并排组成阵列装配到水槽的上方。当湿气扩散,人工肌肉就会收缩,关闭通往外部的百叶窗,继续蒸发水分,驱动轮环境湿度上升,人工肌肉伸展,周期性的反复,能够驱动蒸腾发动机产生微弱的电量来点亮LED灯泡。

他们所搭建的另一个蒸发驱动转子发动机,通过将这种特殊的膜像标签一样贴在一个轮子的一圈。在这个环境中,轮子上一半的标签处于干燥的空气中,会卷曲;另一半的标签处于潮湿空气中,会伸展开。这样轮子会连续的转动,这一动力能够驱动一枚100g的小车进行运动。

研究者称,这种新型动力系统-九头蛇不仅可以为不同的设备提供驱动力。如果把它安置在水面上,我们可以搭建一个更大版本的水蒸发驱动装置,如果水份蒸发的速度足够稳定,说不定能够搭建一种比风电厂规模更大的发电装置。而相关的论文发表在6月16日的《Nature Communications》上。

#我觉得这是一种类似太阳帆的不靠谱设计。不过用于微型传感器供电确实不赖。
本文译自 ieee,由译者 邻家乖蜀黍 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


支付宝打赏 [x]
您的大名: 打赏金额:

赞一个 (13)