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新技術(shù)全天候從稀薄空氣中發(fā)電

科技日報發(fā)布時間:2023-05-26 09:01:30  作者:張夢然

  在未來世界,無論人們走到哪里都可獲得清潔電力,而通用空氣發(fā)電效應(yīng)意味著這個場景可成為現(xiàn)實。美國馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校的科研團隊最新研究表明,幾乎任何材料都可以變成一種從濕潤空氣中不斷收集電力的設(shè)備,這為清潔電力的獲取打開一扇寬闊的大門。這項研究發(fā)表在新一期的《先進材料》雜志上。

  空氣中含有大量的電力。自然界的云朵只不過是一團水滴,每一個液滴都含有電荷,當條件合適時,它可產(chǎn)生閃電,但人們不知道如何可靠地從閃電中捕獲電力。新研究所做的是創(chuàng)建一朵人造的小規(guī)模云,生產(chǎn)可預(yù)測和連續(xù)的電力,以便人們能夠?qū)⑵涫斋@。

  “人造云”的核心取決于“通用空氣發(fā)電效應(yīng)”,研究人員稱,從字面上看,任何一種材料都可從空氣中收集電力,只要它具有一定的特性——有小于100納米的孔。

  團隊根據(jù)這個數(shù)字設(shè)計了一個電力收集器,該收集器由一層薄薄的材料制成,其中填充了小于100納米的孔,水分子從材料的上部通過到下部時會產(chǎn)生電荷不平衡,就像在云中一樣。這就有效地創(chuàng)建一個“電池”,只要空氣中有水分就可以運行。

  由于空氣濕度始終存在,收集器可以風雨無阻地全天候運行,這解決了風能或太陽能等技術(shù)僅在特定條件下工作這一瓶頸。

  這種空氣發(fā)電設(shè)備的厚度還不及人類頭發(fā)寬度,因此可數(shù)千個堆疊在一起,有效地擴大能量卻不增加設(shè)備的占地面積。研究團隊稱這種設(shè)備將能夠為一般電力公用事業(yè)使用提供千瓦級的電力。

  搜一搜“空氣發(fā)電”,就會發(fā)現(xiàn)科研人員為了清潔能源,付出過多少努力。他們已經(jīng)在無處不在的空氣上打了不少主意,比如壓縮空氣,從空氣中吸收水分,或者制造天然電池酶,實現(xiàn)“無中生有”發(fā)電。本文的研究描繪了一個未來世界,只要填充直徑小于100納米的孔,任何材料都可以從濕潤空氣中收集電力。創(chuàng)建一個“人造云”,設(shè)計一個電力收集器,人類就擁有了神奇的魔法,可以不間斷利用空氣發(fā)電。美麗綠色新世界大門打開了,期待它得到進一步開發(fā)。(科技日報 記者張夢然)




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