Хранение коротких, маленьких, прерывистых импульсов энергии

В данный момент я провожу эксперимент с использованием графена для получения энергии из различных химических растворов. Ссылка на то, что я строю, находится ниже:

https://phys.org/news/2014-04-team-electricity-saltwater-graphene.html

Удивительно, но это действительно работает; можно получить прерывистые импульсы напряжения от 40 мВ до примерно 100 мВ с периодом в несколько десятков мс, когда капля раствора падает на небольшой лист графена. Причина, по которой я говорю прерывистый, заключается в том, что я периодически капаю капли раствора на сам графен, что было бы аналогично ситуации в реальном мире.

Тем не менее, я изо всех сил пытаюсь использовать это напряжение/энергию.

Я попытался соединить последовательно с графеновым листом разные конденсаторы, чтобы в них можно было сохранять импульсы напряжения. Однако я думаю, что в этом случае происходит то, что как только импульс напряжения (предположительно) поступает в конденсатор, он просто полностью просачивается обратно в лист графена, который фактически является просто резистором, когда не генерирует небольшие импульсы.

Тот факт, что импульсы настолько малы, означает, что я не могу использовать диод. И я не хочу использовать транзисторный переключатель, если мне это сойдет с рук, потому что необходимость подачи внешнего напряжения на эту схему лишает смысла то, что я пытаюсь сделать.

Любые комментарии очень ценятся!

Спасибо, Джон

100 мВ очень мало, сегодня вечером посмотрю.
хм, я думаю, что вы не полностью обходите диодную (или эквивалентную транзисторную схему), но я действительно думаю, что «поражение цели» не обязательно верно - может быть возможно запустить это с очень небольшим запасом вторичной энергии .
К чему у вас есть доступ? университетская лаборатория или небольшая лачуга для любителей?
Какую энергию можно высвободить от одиночного импульса - для ответа на это нужно понимать, до чего упадет напряжение в условиях нагрузки. Условия нагрузки — это условия, необходимые для извлечения энергии, поэтому будьте точны в этом вопросе. Если не знаешь, узнай. Если энергия на каплю равна X, то это может высвободить мощность X, умноженную на количество импульсов в секунду.
LTC3109 использует трансформатор для повышения напряжения. Это предназначено для TEG, но, возможно, это даст некоторые идеи.
Проверьте, не цитировал ли кто-нибудь исходную статью (статьи) и не публиковали ли авторы другие материалы по этому вопросу. Если ни то, ни другое, то они тоже, возможно, не только боролись, но и сдались. Такая удивительная идея будет либо развита, если она сработает, либо с сожалением отброшена, если она окажется непрактичной. Печаль - это норма, увы. Оригинальная китайская ссылка здесь
Спасибо за комментарии, очень признателен. Я склонен согласиться с Расселом здесь, но я по крайней мере попытаюсь проявить настойчивость некоторое время, прежде чем сдаться!

Ответы (1)

Отказ от ответственности: я не физик, но вот мое лучшее предположение:

Построить батарею

Я думаю, что использование 40 мВ будет не очень эффективным, вам следует попробовать генерировать больше, чем раньше.

Из статьи, на которую вы ссылаетесь, я понимаю, что капля, движущаяся по графену, ведет себя как источник тока, подключенный параллельно резистору:

изображение взято с http://www.nature.com/nnano/journal/v9/n5/full/nnano.2014.56.html?foxtrotcallback=true

Для ясности я буду впредь называть сопротивление параллельно падению внутриклеточным сопротивлением.

Чтобы разрешить/улучшить использование энергии, у вас есть два угла атаки: вы можете либо увеличить сопротивление внутри ячейки, генерируя более высокое напряжение (закон Ома) и тратя меньше энергии, либо добавить больше источников последовательно, эффективно увеличивая напряжение, что облегчает сбор урожая.

Увеличьте сопротивление

Из Википедии мы знаем, что для данного материала сопротивление обратно пропорционально поперечному сечению, а это значит, что если вы используете тонкую полоску графена вместо листа, вы должны получить лучшие результаты (более высокое напряжение и более длинные импульсы) около падение, но хуже результаты между падениями, что подводит нас ко второму пункту:

Соедините свои «ячейки» серийно

Из той же статьи (и интуитивно) мы узнаем, что капли, идущие друг за другом, ведут себя как такие пары исток-резистор в серии (добавляя сопротивление графена между каплями, которое мы будем называть межэлементным сопротивлением).

Конечно, если мы хотим улучшить производительность нашей батареи, мы должны минимизировать межэлементное сопротивление, которое прямо пропорционально расстоянию между каплями и обратно пропорционально ширине графеновой полоски.

Здесь есть некоторые эксперименты/оптимизация, чтобы найти наилучшее сочетание между шириной графеновой полосы, наклоном полосы (и, следовательно, скоростью падения), частотой падения и т. д.

Используя медицинские устройства , вы можете контролировать частоту падений и проводить эксперименты, чтобы найти оптимальный вариант.

Дополнительная гипотеза

Это дикая догадка, но что, если вместо листа графена вы использовали горизонтальную полосу? или даже точки? таким образом, внутриклеточное сопротивление будет намного выше.

Спасибо Sclrx, это звучит как очень разумная идея. Я попробую! Ваша помощь здесь очень ценится, спасибо за отличный ответ.
Хранение коротких, маленьких, прерывистых импульсов энергии
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v