Abstract
Air pollution is one of the major challenges faced by the human kind, but cleaning of air is a horrendous task and hugely expensive, because of its large scope and the cost of energy. Up to now, all of the air cleaning systems are generally driven by external power, making it rather expensive and infeasible. Here, we introduce the first self-powered air cleaning system focusing on sulfur dioxide (SO2) and dust removal as driven by the electricity generated by natural wind, with the use of rotating triboelectric nanogenerator (R-TENG). Distinguished from traditional approach of electrostatic precipitation by applying a voltage of thousand volt, our technology takes the advantages of high output voltage of R-TENG, typically in the order of a few hundreds volt. This self-powered air cleaning system not only adsorbs dust particles in air, but also oxidizes SO2 without producing byproducts. Therefore, it could be potential for easing the haze–fog situation, which is one of the most important directions in self-powered electrochemistry
چکیده
آلودگی هوا یکی از چالش های بزرگی است که بشر با آن روبروست، اما پاکسازی هوا کاری دشوار و بسیار پرهزینه است، و این به دلیل مقیاس بزرگ آن و هزینه انرژی است. تاکنون، تمام سیستم های پاکسازی هوا که طراحی شده از منابع خارجی تغذیه می کرده اند که آن (پاکسازی هوا) را پرهزینه تر غیر عملی تر می نماید. در اینجا ما اولین سیستم خود شارژ کننده پاکسازی هوا را معرفی می نماییم که روی دی اکسید سولفور (SO2) و برطرف کردن گردوغبار به وسیله برق تولید شده توسط باد طبیعی، با استفاده از ژنراتورهای چرخان triboelectric یا برق مالشی (R-TENG) تاکید و تمرکز دارد. به طرز متفاوتی از روش قدیمی رسوب الکترو استاتیکی توسط اعمال یک ولتاژ چند هزار ولتی، تکنولوژی ما از ولتاژ خروجی بالای R-TENG استفاده می کند که معمولا حدود چند صد ولت است. سیستم خودشارژ کننده پاکسازی هوا نه تنها ذرات غبار معلق در هوا را جذب می نماید، بلکه SO2 را بدون تولید فرآورده های جانبی اکسیده (oxidize) می کند. بنابراین می تواند به کاهش وضعیت گردوغبار و مه کمک نماید، که یکی از مهمترین مسیرها در الکتروشیمی خودشارژ کننده است.
1-مقدمه
با افزایش تهدید آلودگی هوا و بحران انرژی، کشف راه کارهایی مقرون به صرفه، تجدید پذیر و سازگار با طبیعت برای پاکسازی و تمیزکردن هوا یکی از ضروری ترین چالشها محسوب می شود. به ویژه در چین که در حال رویارویی با یک توسعه بسیار سریع است، دیریست آلودگی هوا،که عمدتا به دلیل ذرات معلق (PM)، دی اکسید سولفور و نیتروژن اکسید (NOx) است، در حال زجر دادن مردم آن کشور است. در Beijing بین سالهای 2000 تا 2014، غلظت متوسط سالانه PM-10 هیچ گاه کمتر از 100μg/cm3 نبوده است. مشکلات مختلف سلامتی اثبات شده است که مربوط به حضور دراز مدت در هوای آلوده می باشد، مانند بیماریهای تنفسی، افزایش مرگ و میر به دلیل بیماری قلبی-عروقی و تنفسی در افراد مسن تر به خاطر بیماریهای قلبی-عروقی و تنفسی،و افزایش سرطان ریه و مرگ و میر ناشی از بیماریهای قلبی-ریوی...