Preparation Of Biobase Nanofibres Aerogel Generator With Qingdao Energy

Avec la crise énergétique et l 'aggravation des problèmes d' environnement, la recherche et les applications dans le domaine des sources d 'énergie vertes et renouvelables ont suscité une grande attention dans le monde entier.Parmi eux, l 'énergie solaire, thermique, mécanique, éolienne, biochimique, etc., a été utilisée pour produire de l' électricité et de vastes perspectives d 'utilisation dans les systèmes d' alimentation en énergie autonome et les domaines de portabilité.Toutefois, les formes d 'énergie décrites ci - dessus continuent d' être soumises à des restrictions d 'application, par exemple en ce qui concerne l' éclairage continu des générateurs d 'énergie solaire, la production d' énergie par friction ou à pression nécessitant un mouvement relatif continu et des performances mécaniques plus élevées des matériaux et Des dispositifs.

Récemment, l 'humidité, ressource abondante des processus naturels et biologiques, est utilisée pour produire de l' électricité, ce qui élargit les ressources disponibles dans la nature pour produire de l 'électricité.Toutefois, la production actuelle d 'électricité à l' humidité est largement tributaire des interactions entre les nanomatériaux de carbone et l 'eau (vapeur d' eau).Par exemple, après traitement électrochimique d 'un film mince d' oxyde de graphite par un produit incurvé et analogue, un groupe fonctionnel contenant de l 'oxygène de la surface supérieure et inférieure du film présente un profil de gradient régulé.La structure de distribution graduée des groupes fonctionnels oxygénés permet à l 'humidité de la surface supérieure et de la surface inférieure de présenter également une configuration graduée une fois que le film est en contact avec l' humidité, ce qui entraîne une séparation de charge positive négative et un déplacement directionnel, ce qui permet à la surface supérieure et inférieure de produire une différence de potentiel de 0,2 v.Toutefois, la préparation macro - volumique de nanomatériaux de carbone est plus difficile et plus coûteuse, et la complexité de la structure du dispositif influe également sur les applications à grande échelle.La recherche et le développement de matériaux et de dispositifs à faible coût et de haute performance pour la production d 'électricité à l' air humide demeure une priorité et une difficulté dans ce domaine.

D 'autre part, dans la nature, de nombreux organismes et processus physiologiques humains sont associés à des phénomènes bioélectriques basés sur des liquides corporels / tissulaires.Par exemple, le transport de l 'arbre vers le bas dans le tronc produit un potentiel d' écoulement; la membrane cellulaire présente un potentiel transmembranaire en raison de différences d 'ions internes et externes et de concentrations.Bien que la biomasse soit très productive, peu coûteuse et verte, la production d 'électricité à partir d' interactions entre les matières biologiques et l 'eau et l' humidité continue de poser de gros problèmes.

Récemment, l 'Institut de recherche sur la bioénergie et les procédés de Qingdao de l' Académie chinoise des sciences a découvert que les nanofibres de la biomasse (nanofibres cellulosiques, nanofibres de soie, nanofibres de coquille, nanofibres amyloid, etc.) possèdent de bonnes propriétés d 'absorption d' air.Cela s' explique principalement par le fait que les nanofibres biocycliques présentent des groupes hydrophiles riches en surfaces (hydroxy, carboxy, Ammonium quaternaire, Amino, etc.), d 'une part, et que, d' autre part, sur la base du principe de condensation capillaire de Kelvin, les nanofibres ont un effet de petite taille (généralement plus de 10 nm) et une structure poreuse hiérarchique de gel gazeux, plus favorable à la condensation de la vapeur (fig.Ainsi, lorsque le flux gazeux ayant une humidité spécifique (l 'humidité relative est supérieure à 50%) passe par le gel gazeux, la vapeur est capturée par un aérogel sous forme d' eau de liaison et d 'eau libre, les groupes tels que le Groupe carboxyle de la surface fibreuse sont détachés et formant une double couche électrique sur la surface fibreuse, l' humidité est faible avant et après le gel, l 'humidité avant et l' humidité postérieure étant équilibrée avec l 'évaporation de l' eau de l 'extrémité arrière et l' écoulement de la solution dans la surface interne du aérogel formant un potentiel électrique d 'aérogel nanoffm.Des études plus poussées ont montré que le générateur correspondait pour l 'essentiel à la formule de potentiel mobile de smolhovski (fig. 2).

　　Les générateurs d 'aérogel à base de nanofibres biologiques préparés dans le cadre de cette étude présentent de nombreux avantages tels que leur faible coût, leur biocompatibilité et leur dégradabilité, et les nanofibres biologiques peuvent être préparées à partir de déchets agricoles, forestiers et halieutiques comme matières premières.Le dispositif est conçu pour fournir de l 'énergie électrique à des dispositifs électroniques portables de petite taille et, en raison de l' humidité produite par l 'activité humaine (respiration, transpiration, etc.), ses signaux de génération d' énergie peuvent être étroitement liés à l 'intensité de l' activité et devraient être utilisés dans des dispositifs de surveillance de la santé alimentés par l 'électricité.Cette étude a été publiée dans un récent magazine intitulé Advanced Functional Materials.