Drikkefuglelegetøj genererer brugbar elektricitet – Physics World

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/drinking-bird-toy-generates-usable-electricity-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/drinking-bird-toy-generates-usable-electricity-physics-world-2.jpg" data-caption="Dippy device: the team’s generator could power 20 LCDs. (Courtesy: Enhed/Wu Zheng Qin et al.)”>

Før vi havde Instagram , Tik Tok for at more os havde vi en række finurlige skrivebordslegetøj, der fangede vores fantasi. Nogle af disse demonstrerede endda fysiske principper – inklusive Newtons vugge med dens ophængte kugler, der klatrede frem og tilbage.

For mig er det mest mystiske af disse legetøj drikkefuglen. Ofte kaldet en dippy fugl, drejer den om en aksel og dypper konstant sit næb ind og ud af en beholder med væske uden nogen åbenlys kraftkilde.

I stedet for at være en evighedsmaskine, er en dippy bird en varmemotor. Den består af to glaspærer i forskellige størrelser, der er forbundet med et glasrør. Røret er fastgjort til akslen, så den håndvægtlignende konfiguration kan rotere. Et "næb" lavet af absorberende materiale såsom filt er fastgjort til den mindre pære, som danner hovedet på fuglen.

Trykfald

Det indre af fuglen er delvist fyldt med en væske, der er meget flygtig, såsom methylenchlorid. Hvis næbbet dyppes i et glas vand og derefter fjernes, vil fordampning få den øverste pære til at afkøle, hvilket får noget af dampen i den til at kondensere og trykket falde.

Dette misforhold i tryk vil få noget væske fra den nederste pære til at strømme op til den øverste pære. Den nu øverste tunge fugl vil dyppe ned, sætte sit næb i vandet og starte processen forfra.

Så masser af ledig sjov at se fuglen drikke - men hvordan kan effekten bruges til at generere elektricitet?

Praktisk brug

Da han arbejdede som postdoc ved Hong Kong Polytechnic University, forsøgte Hao Wu at øge spændingen skabt af en fordampningsenergigenerator. Hun tænkte på den dippy fugl og indså, at den kunne have praktiske anvendelser ud over at demonstrere termodynamik.

Nu en professor ved South China University of Technology, Wu og hendes kolleger begyndte med et kommercielt dippy bird-legetøj, som de modificerede ved at tilføje to triboelektriske nanogeneratormoduler. Disse genererer energi fra overførsel af elektrisk ladning mellem to overflader, der bevæger sig på tværs af hinanden. I dette tilfælde blev overfladerne fastgjort til den drejelige fugl og det stationære stativ.

Den store udfordring for forskerne var at minimere friktionen ved grænsefladen, mens de stadig genererede elektricitet. Da de fik det rigtigt, opnåede deres dippy bird en udgangsspænding på over 100 V og kunne drive 20 flydende krystaller.

Holdet udforsker nu praktiske applikationer til deres dippy-enhed. Du kan læse mere om forskningen i et open access paper i Enhed.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk dig selv. Adgang her.
• PlatoAiStream. Web3 intelligens. Viden forstærket. Adgang her.
• PlatoESG. Kulstof, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Affaldshåndtering. Adgang her.
• PlatoHealth. Bioteknologiske og kliniske forsøgs intelligens. Adgang her.
• Kilde: https://physicsworld.com/a/drinking-bird-toy-generates-usable-electricity/