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空气中有近乎无限的清洁能源?科学家研发“空气发电机”

2023-05-29 16:51:13 综合报道 阅读:
据外媒报道,马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究团队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。相关研究成果发表在《Advanced Materials》(先进材料)。

据外媒报道,马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究团队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。相关研究成果发表在《Advanced Materials》(先进材料)。Ptxednc

Ptxednc

该技术的重点其实并不在于使用何种材质的材料,而是取决于材料是否具有一种特性,即具有直径小于100nm的微小孔洞(约为一根人类头发直径的千分之一)。这是因为这项发电技术是依赖平均自由乘参数实现的,平均自由程指的是在一定的条件下,一个气体分子在连续两次碰撞之间可能通过的各段自由程的平均值,微粒的平均自由程是指微粒与其他微粒碰撞所通过的平均距离。而当水分子悬浮在空气中时,它们的平均自由程约为100 nm。Ptxednc

所以当潮湿的空气通过空气发电机材料的小孔时,由于每个孔都非常小,水分子在穿过薄层时很容易撞到孔的边缘。这会导致发电材料的上部会比下部受到更多携带电荷的水分子的轰击,也就会携带更多的电荷,产生了电荷不平衡,从而形成电池。这就好像是云朵,虽然只不过是一团水滴聚在一起,但因为这团水滴每一个都含有电荷,当条件合适时,云就可以产生闪电。Ptxednc

Ptxednc

如何从空气中获取电力 图片来源:Derek Lovley/Ella Maru StudioPtxednc

该项研究为我们打开了一扇从稀薄空气中获取清洁电力的大门,虽然目前该团队的空气发电机仅能产生几百毫伏的持续能量,但是由于空气湿度在三维空间中的扩散,且该设备的厚度仅为100nm,因此可以将数千个设备堆叠在一起,从而在不增加设备占地面积的情况下有效地扩大数量。据悉,这种设备能够为一般电力设施提供千瓦级的电力。 Ptxednc

责编:Ricardo
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