(艾摩斯特市12日綜合電)20世紀初,塞爾維亞發明家特斯拉就推測可以從稀薄的空氣獲取無限的免費電能,現在的問題是要如何擴大規模併為住家供電。
雄心勃勃的特斯拉想的是宏大的規模,甚至將地球和上層大氣看作一個巨大電池的兩端。很顯然的,他的夢想未能實現,但如今研究人員對溼氣電力(hygroelectricity )——即從空氣中提取電能——再次表現出濃厚的興趣,只是他們考慮的不是大規模,而是非常微小的尺度。
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今年5月,馬薩諸塞州大學阿默斯特分校的團隊發佈了一份論文,宣稱他們成功從潮溼的空氣中產生一小段持續的電流。
該研究的帶領作者姚俊(譯音)教授說:“這真的純屬意外,我們最初只是在製作一個空氣溼度的傳感器。但不知為什麼,負責這項工作的學生竟然忘記插電了。”
水分子在管道碰撞出現電荷
該裝置由微觀管道或納米線組成,居然能夠產生電信號,讓該團隊感到驚訝。
每根納米線的直徑不到人類頭髮的千分之一,其寬度足以讓空氣中的水分子進入,但由於過於窄小,水分子在管道內來回碰撞,每次碰撞都會產生少量電荷,碰撞頻率多了,管道兩端就會出現不同的電荷。
姚俊說:“就像電池一樣,有正極和負極,連接兩端時,電荷就會流動。”
團隊在最近的研究中不再使用納米線,而是在材料上打上數百萬個微小的孔或納米孔。新設計的裝置只有指甲蓋的大小,寬度是人類頭髮寬度的五分之一,能夠產生大約1微瓦的電力,足以點亮大型LED屏幕上的一個像素。
另一個魯比克和她的雙胞胎兒子安德里和塞爾奇組成的團隊正在嘗試“將大氣溼度轉化為可再生能源。”魯比克和安德里都參與了位於里斯本的Catcher項目,他們在2015年開始該項目時被認為是“怪人”。
當時他們的裝置的信號不穩定,產生的電力僅有300毫瓦的電力。
時至今日,他們取得了長足的進展。Catcher項目及相關項目獲得了歐洲創新委員會近550萬歐元(約2800萬令吉)的資金支持。他們成功研發出一個直徑為4公分的薄灰色圓盤,這個裝置可以產生相對低的1.5伏特和10毫安電流。然而,據稱,將2萬個裝置堆疊成一個洗衣機大小的立方體,就可以每天產生10千瓦時的電能,相當於一個英國普通家庭的用電量。他們計劃在2024年前製作一個可供演示的原型。
溼氣電力何時何地皆可運行
與太陽能或風能不同,溼氣電力發電機無論是白天或晚上、室內室外,都可以在多種場景下運行。
雖然“從溼氣轉化電力”聽起來不可思議,但牛津大學工程科學名譽教授多布森持樂觀態度。他說:“只要進行了工程設計並規模化,同時避免裝置被大氣微生物汙染,這個裝置就應該可以運作了。”
魯比克團隊估計,這些裝置通過大規模生產後,能大幅降低成本,最終將溼氣電力推向與太陽能和風能平起平坐的地位。然而,要實現這一目標,他們還需要投資、獲取原材料並處理原材料的設備。
這一切聽起來像是天方夜譚,然而,姚俊認為,我們或許能從雲霧繚繞的天空中找到樂觀的希望。“有大量的能量儲存在空氣中的水分子中,這是雷暴中看到閃電效應的原因,這種能量肯定是有的,問題是我們該怎麼去捕捉和利用它。”
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