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从农业环境中挖掘自然能源并将其高效转化为电能的研究成果
环境温湿度、光照强度、水分、盐碱度、作物生理指标……这些参数关系农作物生长,现代农业通过农业信息智能感知技术便可轻松“一网打尽”。 然而实时监测这些指标需要电力驱动,电力无疑是智慧农业蓬勃发展的“源头活水”。田间地头常常难以铺设管线,而电池有限续航能力和污染风险又比较突出。因此发展农业信息“无源感知”是未来智慧农业一大趋势。 为更好地解决这一难题,浙江大学生物系统工程与食品科学学院IBE团队平建峰研究员课题组,提出了一种简便有效的方法,从农业环境中挖掘自然能源并将其高效转化为电能。首次将摩擦纳米发电机技术应用于农用纺织品中,并用于降雨时雨水能的收集,通过能量转化获取电能。 这项研究,近日发表在国际知名期刊《纳米能源》( Nano Energy )上,论文第一作者为浙江大学生物系统工程与食品科学学院2020级博士研究生姜成美 ,通讯作者为平建峰研究员。 功能化纱线的制备流程及其在农业中的应用场景把摩擦纳米发电机装进农用纺织品的纱线里 南方地区经常暴雨成灾,造成农业生产的巨大损失。农用纺织品在大棚设施中最为常见,它能够遮阴挡雨,保护农作物。 如何从农业环境中挖掘能源? 浙大科研人员将这两者巧妙结合,通过纱线表面功能化,将摩擦纳米发电机依附在纱线上,织成智能化农用纺织品,利用雨水冲刷时的电子转移与流动产生电流,源源不断地为智慧农业供能。装载摩擦纳米发电机的纱线可以说是智慧农业的“无源活水”。 这个研究灵感来自一场突如其来的大雨:仲夏时节,一场突如其来的倾盆大雨透过来不及关闭的窗户摧残了窗台边的绿植。这引起了研究人员的思考:“农作物所处的环境只会更恶劣,那么我们就想办法利用它的恶劣。”大棚不仅可以作为作物、动物的“保护伞”,还可以作为雨滴能的收集器。 实验数据显示,在9.5牛顿的连续力作用下,3厘米长的纱线就能产生7.7伏的电压。 平建峰介绍,未来通过连接储能设备,这些被改造的农用纺织品,不仅可以为种植业和畜牧业提供保护以提高农畜产品质量与产量,还可以为物联网感知器件源源不断地输送电能,从而开展农业信息的无源监测和实时提供天气状况。 功能化纱线在农用纺织品上的应用绿色能源在智慧农业中具有广阔应用 为什么雨滴的能量可以转化成电能呢? 这是因为对农用纺织品的纱线进行了特殊改造。科研人员在其表面覆盖了两层特殊材料——导电的碳化钛纳米材料和不导电的聚二甲基硅氧烷(一种高分子聚合物)。 功能化纱线收集雨滴能的原理 该聚合物能够防水并与环境中的雨水发生电子转移。而碳化钛感应电极,不仅具有高导电性能,还因其高电负性可以助力表面聚合物抢夺电子。因此在实现农用纺织品原有的农用保护材料、保温、遮阳、水土保持、排水灌溉、种子培育基材的功能基础上,还能从农业环境中源源不断地获取能源,为智慧农业提供驱动力,实现农业信息“无源实时感知”。 平建峰说,这两种材料具有良好的生物相容性,而且整个制备过程易于规模化和工业化。
浙江大学 2021-04-11
半导体辅材用多晶硅中碳、氮杂质的分离去除技术
伴随着我国半导体行业的迅速崛起,硅电极作为光刻设备上承载硅基圆的重要辅材,其需求日趋增加。同时,基圆尺寸的不断增加使得硅电极逐渐由单晶硅电极转变为多晶硅电极,然而多晶硅制备过程中不可避免存在C、N杂质的污染,导致其基体中存在大量弥散分布的SiC、Si3N4硬质颗粒夹杂,严重影响了多晶硅电极的使用性能。 传统制备技术下,设备热场结构单一,熔体流动性差,导致SiC、Si3N4杂质循环溶解—析出,难以有效分离。本项目团队前期利用电子束精炼技术去除硅中的蒸发性杂质(P、 O、N);利用电子束诱导实现多晶硅的定向凝固,进而分离硅中的金属杂质;基于电子束冷床效应分离硅中的SiC、Si3N4硬质颗粒,并揭示硬质颗粒与硅基体间的位相关系;基于上述研究开发出了多晶硅电极的制备工艺,可应用于刻蚀等半导体制造等领域。 本项目预期可以为半导体行业中硅电极生产制造企业提供稳定的技术支持,具有很好的生产示范性,实现高新技术产业化。该技术能够有效地降低生产过程中的能耗,是一种低成本、环境友好的生产方法,属于节能、环保的绿色制造技术。该技术的大规模应用和推广,可大幅增加就业岗位,提高企业的市场竞争力,保护环境。
大连理工大学 2021-05-10
羧基功能化酸性离子液体选择性脱除油品中的碱性氮化物
本发明涉及一种利用羧基功能化离子液体选择性脱除油品中碱性氮化物的新方法。其特征是以羧基功能化离子离子液体为脱氮剂,在常温常压下即可进行操作,反应结束,经简单处理,回收的离子液体可重复使用。本发明与传统方法相比,其特点是:(1)无需采用背景技术中的催化加氢脱氮以及酸精制脱氮,显著改善了投资大、设备腐蚀和废水排放以及脱氮成本高昂等问题。(2)所用离子液体脱氮方法条件缓和,操作简单易行,且离子液体可实现重复使用。(3)与其他离子液体相比,所用离子液体能高选择性脱除油品中的碱性氮,一次脱氮即可将氮含量降至5?mg?L?1以下。
青岛农业大学 2021-04-11
一种零中频全双工收发机的数字自干扰消除方法
本发明公开了一种零中频全双工收发机的数字自干扰消除方法,该方法主要应用于数字自干扰消除器内,根据接收端采样后得到的数字信号,以及发射端已知的数字波形,对收发机信号传输链路中的自干扰进行估计。该方法可消除理想元器件下发射机产生的自干扰,由发射链上变频调制器和接收链下变频解调器的IQ不平衡产生的镜像自干扰,由发射链功放失真产生的非线性自干扰,以及IQ不平衡和功放失真联合导致的镜像非线性自干扰。该方法相比较于传统的增广复数LMS算法,可以在发射信号功率较大时仍获得理想的自干扰消除效果和较快的收敛速度,具有很强的实用性。
东南大学 2021-04-11
一种基于车轮的电动汽车行驶中无线能量供能系统
本发明公开了一种基于车轮的电动汽车行驶中无线能量供能系统。包括安装在车辆车轮上的能量接收组件和安装在行车道两旁的能量发射组件,多个能量发射组件沿行驶方向间隔地布置在行车道上,通过能量发射组件通电在行车道两旁产生交变磁场,车辆带有能量接收组件的车轮在交变磁场中行驶产生电能为电动汽车供电;利用电磁感应原理收集行车道两侧发射组件发送的能量,在车轮内能量接收组件收集的能量通过电滑环输入车体内供给电池和电动机,给车辆充电并驱动车辆不间断行驶。本发明对车辆的框架结构尺寸和底盘高度等影响小,不需要改造路面,具有接收效率高、系统部署简单、车辆适用性强的特点,可用在电动公交等系统中,促进节能环保。
浙江大学 2021-04-11
一种从红豆杉中培养筛选产紫杉醇菌的方法
本发明提供了一种从红豆杉中培养筛选产紫杉醇菌的方法.本发明的方法包括以下步骤:1)对红豆杉植物的组织进行培养,分离纯化获得内生真菌;2)培养步骤1)中获得的内生真菌,利用薄层层析对发酵代谢物进行初筛,筛出可产紫杉醇或其类似物的菌株;3)结合细胞毒性实验,测定出代谢物对CHO细胞的抑制率;4)利用高效液相色谱对其作了进一步分析,确定产紫杉醇菌株.本发明提供的从红豆杉分离产紫杉醇的方法过程简单,成本较低.并且通过本发明提供的方法提取得到的产紫杉醇菌用于微生物培养时,获得紫杉醇的含量大大增加,该方法为微生物工程提供了更广阔的途径.
安徽农业大学 2021-04-29
一种电化学电容器用中孔炭材料的制备方法
简介:本发明提供一种电化学电容器用中孔炭材料的制备方法,属于炭材料与微波化学技术领域。该方法以花生壳为碳源,氯化锌或磷酸为活化剂,通过微波辅助加热活化花生壳一步制备中孔炭材料,所制得的中孔炭材料比表面积介于1307-1552m2/g之间,总孔容介于0.67-1.83cm3/g之间,平均孔径介于2.06-5.02nm之间,非微孔孔容占总孔容的比例介于62.7-99.2%之间,产率介于32.3-44.9%之间。本发明中碳源是可再生的农业废弃物,具有廉价、易得的特点,微波加热具有均匀、快速、节能的优点,所制得的中孔炭作为电化学电容器电极材料,具有良好的稳定性和优异的综合性能。
安徽工业大学 2021-04-13
黄酒酿造过程中优良微生物筛选及 新型黄酒产品的开发
黄酒酿造过程中,酵母作为关键微生物,是发酵重要的动力源,酵母发酵性能的优劣,代谢产物的差异直接影响到黄酒的风味、口感和出酒率。本项目筛选分析研究传统黄酒酿造过程中酵母的发酵性能以及抵抗外界环境胁迫(高酒精、高盐、高渗等)的能力,筛选出具有优良抗逆性的黄酒酵母,利用其酿制功能性谷物黄酒新产品,对于黄酒发酵工业具有重要的意义。
上海理工大学 2021-04-13
一种云环境中虚拟机镜像的更新方法及系统
本发明公开了一种虚拟机镜像的高效更新以及验证机制。与现 有的虚拟机镜像离线更新机制不同,本技术方案通过对重写后的无法 实施离线更新脚本进行分割,得到离线更新脚本以及在线更新脚本, 分阶段执行不同的脚本使得更新的执行粒度更加细化,可以更加高效 的完成之前技术方案中无法实施离线更新的状况。除此之外,提出一 种基于镜像划分进行更新可靠性验证机制,通过将已更新的镜像通过 分类聚合,验证更新后的镜像可靠性,以最高效的方式完成更
华中科技大学 2021-04-14
一种云存储系统中基于溯源信息的视频共享方法与系统
本发明公开了云存储系统中基于溯源信息的视频共享方法。系统客户端收集视频溯源信息,客户端上传共享的视频及相关视频溯源信息,服务器根据客户端上传的视频溯源信息建立溯源图。云存储系统服务器接收到视频下载请求后,在溯源图中查找所述请求下载视频的起始视频,若查找到起始视频存在于云存储系统中,则根据 BFS(广度优先遍历)算法选择一条从所述起始视频到所述请求下载视频的代价最小的路径,依照该路径重新生成所述请求下载的视频并发送给客
华中科技大学 2021-04-14
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