科學家開發旋轉電池 將用于驅動汽車(圖)
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??? 上圖為旋轉電池的結構示意圖,下圖為其中心組件的放大圖像,其中白點是原子,白圈是納米磁鐵。
據美國每日科學網報道,美國邁阿密大學和日本東京大學與日本東北大學的科學家已經開發出一種“旋轉”電池,直徑大約只有我們的頭發絲那么粗,它可以通過磁場給名為“磁隧道結(MTJ)”裝置中的磁鐵來充電。此磁鐵就是一些5納米粗的鋅鎵和砷構成的磁鐵矩陣。 此技術可望生產不移動的電腦硬盤,比現有硬盤將更快、更便宜且更節能。在將來,此電池將用于驅動汽車。這一研究成果發表在11月1 0的《自然》雜志上。
這些科學家開發的裝置能在磁鐵中貯存能量,而不是通過化學反應來產生能量。邁阿密大學物理學家斯圖爾特E.巴尼斯表示,像上發條的玩具車一樣,此旋轉電池通過磁場來上發條,根本不需化學反應。此裝置將比目前發現的任何裝置都要好。“我們已經預測了其效果,但還不知道此效果的大小和持續時間有多久,估計此裝置需要上十分鐘才能產生足夠大的電壓,而不是我們期望的毫秒之內。”
此技術的秘訣是使用納米磁鐵來誘導電動勢,其原理和傳統電池的原理是一樣的。在傳統電池中,熱量貯存在電池中,電池放入iPod或電動車中,這是化學能轉化為電能的一種形式。當啟動機器時,就會發生化學反應,從而產生電流。而此新技術是直接將磁能轉化為電能,不需化學反應。由此過程產生的電流叫自旋極化電流,由此形成的一項新技術叫自旋電子學(Spintronics)技術。
此新發現讓我們更加了解磁場的工作方式及其現行應用,比如,利用磁隧道結充當電子元件生產出晶體管與傳統晶體管的工作方式完全不同。科學家表示,雖然這種裝置只有人類頭發絲粗,甚至不能點亮一支發光二極管,但這種貯存能量的方式將來可能驅動汽車行駛數公里。
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