"空气发电机"打造清洁电力
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2023-05-30 09:21:25
据美国《大众科学》月刊网站5月24日报道，研究人员最近构建了一种材料，仅利用周围环境的空气就能产生近乎恒定的电力，从而可能为一种新的、几乎无限的可持续、可再生能源奠定基础。通过这项研究并基于过去的创新，研究人员声称，几乎所有的表面都可以通过复制风暴云的电学性能来变成发电机。
根据今天发表在美国《先进材料》杂志上的一篇新论文，马萨诸塞大学阿默斯特分校的工程师们展示了一种新颖的“空气发电机”薄膜，它依赖直径小于100纳米的微小孔洞――约为一根人类头发直径的千分之一。这些孔洞如此微小的直径依赖于所谓的“平均自由程”，即单个分子在与另一个相同物质分子相撞前所能行进的距离。
空气中到处都飘浮着水分子，它们的平均自由程在100纳米左右。当潮湿的空气通过空气发电机材料的小孔时，水分子会先直接接触薄膜中一个上层洞穴，然后再接触一个下层洞穴。这样就造成了电荷非平衡，也就是电。
这是与风暴云闪电放电一样的物理学原理。虽然马萨诸塞大学阿默斯特分校的这个团队的产品所产生的电压与一次闪电释放的大约3亿伏电压相比微不足道，但其几百毫伏的持续能量在可扩展性和日常应用方面非常有前景。考虑到空气湿度能够在三维空间中扩散，这种材料的前景尤其值得关注。从理论上讲，数千个空气发电机层可以互相叠加，从而在不增加整体占用空间的情况下增加设备的数量。据研究人员说，这样的产品可以为一般用途提供数千瓦功率的电力。
该论文资深作者、电子与计算机工程学助理教授姚军（音）表示：“想象在未来的世界，你所到之处都能用上清洁电力。空气发电机效应意味着这样的未来世界可以成为现实。”
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