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科学家发明了一种可以从稀薄的空气中获取清洁能源的机器

放大字体  缩小字体 2025-02-24 07:58  浏览次数:0

A graphic image of a thin film of protein nanowires generating electricity from atmospheric humidity

一篇学术论文显示,科学家发明了一种云设备,可以从空气中的湿度中收集清洁电力。

这个指甲大小的装置被称为Air-gen,它是由一种材料制成的,里面充满了不到人类头发宽度千分之一的洞。

这些孔被称为纳米孔,通过收集空气中带电水的能量来产生清洁能源。

从本质上讲,该设备利用云层中产生闪电的能量。

“人造的,小规模的云'

来自美国麻省大学的资深作者姚军博士说:“空气中含有大量的电能。想想云,它只不过是一团水滴。

“这些液滴中的每一个都含有电荷,当条件合适时,云可以产生闪电——但我们不知道如何可靠地从闪电中捕获电力。

“我们所做的是创造一个人造的、小规模的云,它可以预测地、持续地为我们发电,这样我们就可以收获它。”

这项技术可以扩展到许多不同的环境中,从亚马逊雨林到撒哈拉沙漠。

清洁能源无处不在e

姚博士补充说:“想象一下,在未来的世界里,清洁电力随处可见。

“通用的Air-gen效应意味着这个未来世界可以成为现实。”

三年前,同一个研究小组展示了如何利用一种特殊材料从硫还原细菌中生长出的蛋白质纳米线,从空气中连续收集电力。

发表在《先进材料》杂志上的这项最新研究的主要作者、研究生刘晓萌说:“这非常令人兴奋。我们正在为从稀薄的空气中获取清洁电力打开一扇大门。”

他们表示,这一突破可以用来解决气候紧急情况,使电动汽车的广泛商业化更近一步。

从空气中收集电力

姚博士说:“在发现地杆菌后,我们意识到从空气中发电的能力——我们称之为‘空气发电效应’——原来是通用的。

“实际上,任何一种材料都可以从空气中收集电力——只要它具有某种特性。

“它只需要有小于100纳米(纳米)的孔,或者小于人类头发宽度的千分之一。”

这是因为一个被称为“平均自由路径”的参数——单个水分子在空气中碰撞到另一个水分子之前的距离。

研究人员发现,他们可以根据这个数字设计一种电力收割机,这种收割机由一层充满小于100纳米纳米孔的薄材料制成。

新的可能性

它们会让水分子从材料的上部传到下部。

每个孔都很小,当它们穿过时很容易撞到边缘,这意味着上部会比下部受到更多携带电荷的水分子的轰击。

它产生了电荷不平衡,就像在云中发现的那样,因为上部相对于下部增加了电荷,从而形成了电池。

姚博士说:“这个想法很简单,但以前从未被发现过,它开启了各种可能性。”