Speichern von kurzen, kleinen, intermittierenden Energieimpulsen

Ich führe gerade ein Experiment mit Graphen durch, um Energie aus verschiedenen chemischen Lösungen zu erzeugen. Ein Link zu dem, worauf ich baue, ist unten:

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

Erstaunlicherweise funktioniert das tatsächlich; Es ist möglich, intermittierende Spannungsimpulse von 40 mV bis etwa 100 mV mit einer Periode von einigen zehn Millisekunden zu erhalten, wenn ein Tropfen Lösung auf eine kleine Graphenschicht getropft wird. Der Grund, warum ich intermittierend sage, ist, dass ich die Lösungstropfen intermittierend auf das Graphen selbst tropfen lasse, was einer Situation in der realen Welt entsprechen würde.

Ich kämpfe jedoch damit, diese Spannung/Energie nutzbar zu machen.

Ich habe versucht, verschiedene Kondensatoren in Reihe mit der Graphenfolie zu schalten, sodass die Spannungspulse darin gespeichert werden konnten. Ich denke jedoch, was in diesem Fall passiert, ist, dass sobald ein Spannungsimpuls (vermutlich) in den Kondensator gelangt, er einfach vollständig in die Graphenschicht zurückgeleitet wird, die praktisch nur ein Widerstand ist, wenn keine kleinen Impulse erzeugt werden.

Die Tatsache, dass die Impulse so klein sind, bedeutet, dass ich keine Diode verwenden kann. Und ich möchte keinen Transistorschalter verwenden, wenn ich damit durchkommen kann, weil das Anlegen einer externen Spannung an diese Schaltung den Sinn dessen, was ich versuche, zunichte macht.

Alle Kommentare sehr geschätzt!

Danke, Jon

100 mV ist sehr klein, ich werde mir das heute Abend ansehen.
hm, ich denke, Sie kommen nicht vollständig um eine Diode (oder eine gleichwertige Transistorschaltung) herum, aber ich denke, dass "den Zweck zunichte macht" nicht unbedingt wahr ist - möglicherweise ist es möglich, dies mit sehr wenig sekundärem Energiespeicher zu booten .
Worauf haben Sie Zugriff? Universitätslabor oder kleine Hobbybude?
Welche Energie kann aus einem einzelnen Impuls freigesetzt werden? Um dies zu beantworten, müssen Sie verstehen, auf welchen Wert die Spannung unter Lastbedingungen abfällt. Lastbedingungen sind die Bedingungen, die erforderlich sind, um Energie zu extrahieren, seien Sie also bitte genau. Wenn Sie es nicht wissen, finden Sie es heraus. Wenn die Energie pro Tropfen X ist, kann dies eine Leistung von X freisetzen, multipliziert mit der Anzahl der Impulse pro Sekunde.
Der LTC3109 verwendet einen Transformator, um Spannungen zu erhöhen. Es ist für TEGs gedacht, aber vielleicht gibt es einige Ideen.
Überprüfen Sie, ob jemand die Originalarbeit(en) zitiert hat oder ob die Autoren anderes Material zu diesem Thema veröffentlicht haben. Wenn keiner von beiden, dann haben sie vielleicht nicht nur gekämpft, sondern aufgegeben. Eine so erstaunliche Idee würde entweder entwickelt, wenn sie funktionierte, oder mit Trauer aufgegeben, wenn sie sich als unpraktisch herausstellte. Trauer ist leider die Norm. Original chinesische Referenz hier
Vielen Dank für die Kommentare, sehr geschätzt. Ich neige dazu, Russell hier zuzustimmen, aber ich werde zumindest versuchen, eine Weile durchzuhalten, bevor ich aufgebe!

Antworten (1)

Haftungsausschluss: Ich bin kein Physiker, aber hier ist meine beste Vermutung:

Batterie bauen

Ich denke, dass die Nutzung von 40 mV nicht sehr effizient wäre, Sie sollten vorher versuchen, mehr als das zu erzeugen.

Aus dem von Ihnen verlinkten Papier verstehe ich, dass sich ein Tropfen, der sich auf Graphen bewegt, wie eine Stromquelle parallel zu einem Widerstand verhält:

Bild entnommen aus http://www.nature.com/nnano/journal/v9/n5/full/nnano.2014.56.html?foxtrotcallback=true

Zur Verdeutlichung nenne ich ab jetzt den Widerstand parallel zum Abfall den Intra-Zell-Widerstand.

Um die Energienutzung zu ermöglichen/verbessern, haben Sie zwei Angriffswinkel: Sie können entweder den Widerstand innerhalb der Zelle erhöhen, eine höhere Spannung erzeugen (Ohmsches Gesetz) und weniger Energie verschwenden, und mehr Quellen in Reihe schalten, wodurch die Spannung effektiv erhöht wird. erleichtert die Ernte.

Erhöhen Sie den Widerstand

Aus Wikipedia wissen wir, dass der Widerstand für ein bestimmtes Material umgekehrt proportional zum Querschnitt ist, was bedeutet, dass Sie bei Verwendung eines dünnen Graphenstreifens anstelle eines Blatts bessere Ergebnisse (höhere Spannung und längere Impulse) erzielen sollten der Tropfen, aber schlechtere Ergebnisse zwischen den Tropfen, was uns zu meinem zweiten Punkt bringt:

Verbinden Sie Ihre "Zellen" in Reihe

Aus dem gleichen Artikel (und intuitiv) erfahren wir, dass aufeinander folgende Tropfen sich wie solche Quelle-Widerstand-Paare in Reihe verhalten (wobei der Widerstand des Graphens zwischen den Tropfen addiert wird, den wir als Zwischenzellenwiderstand bezeichnen).

Wenn wir die Leistung unserer Batterie verbessern wollen, müssen wir natürlich den Zwischenzellenwiderstand minimieren, der direkt proportional zum Abstand zwischen den Tropfen und umgekehrt proportional zur Breite des Graphenstreifens ist.

Hier gibt es einige Experimentier-/Optimierungsarbeiten, um die beste Kombination zwischen Graphenstreifenbreite, Streifenneigung (und damit Tropfengeschwindigkeit), Tropfenfrequenz usw. zu finden.

Mit medizinischen Geräten können Sie Ihre Tropfenfrequenz steuern und Experimente durchführen, um Ihr Optimum zu finden.

Zusätzliche Hypothese

Dies ist eine wilde Vermutung, aber was wäre, wenn Sie anstelle eines Graphenblatts einen horizontalen Streifen verwenden würden? oder sogar Punkte? Auf diese Weise wäre der Widerstand innerhalb der Zelle viel höher.

Danke Sclrx, das klingt nach einer sehr vernünftigen Idee. Ich werde es versuchen! Ihre Hilfe wird hier sehr geschätzt, danke für die hervorragende Antwort.
Speichern von kurzen, kleinen, intermittierenden Energieimpulsen
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v