29 5 月, 2024

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科学家发现几乎任何物质都可以从空气中收集能量

科学家发现,几乎任何材料都可用于将空气水分中所含的能量转化为电能,这一发现可能会导致持续清洁能源生产且几乎没有污染。

该研究发表在一篇研究论文中 高级材料建立在 2020年工作 这首次表明,可以使用从细菌中提取的材料从空气中的水分中提取能量。 新研究表明,几乎任何材料,如木材或硅胶,只要能分解成微小颗粒并利用微孔重塑,都可以使用。 但是关于如何扩大产品范围存在很多问题。

“他发明的东西,你可以把它想象成一个微小的人造云,”马萨诸塞大学阿默斯特分校的工程学教授、该研究的主要作者姚军说。 “它确实是一个巨大的、非常容易获得的持续清洁电力来源。想象一下,无论你走到哪里,都能获得清洁电力。”

这可能包括在山上、沙漠、乡村或公路上远足时的森林。

空气动力发电机,也称为“空气发电机”,将提供持续的清洁电力,因为它使用始终存在的水分能量,而不是依赖太阳或风。 姚说,与需要特定环境才能茁壮成长的太阳能电池板或风力涡轮机不同,风力发电机可以随处可见。

然而,较低的湿度意味着可以收集的能量较少。 冬天空气干燥,产生的能量比夏天少。

该装置大约只有指甲盖大小,比一根头发还细,上面布满了被称为纳米孔的小孔。 这些孔的直径小于 100 纳米,或小于人类发丝宽度的千分之一。

这些小孔允许空气中的水通过,从而使设备顶部和底部的电荷不平衡,从而使电池能够连续工作。

“我们正在为从空气中获取清洁电力敞开大门,”麻省大学工程学研究生刘晓萌在一份声明中说。

虽然一个原型机只能产生少量的能量——大约足以为大屏幕上的一盏灯提供能量——但姚说,空气发电机可以堆叠在一起,中间有空气空隙. . 他补充说,储存电力是一个单独的问题。

姚估计大约有 10 亿台风力发电机,堆叠起来大约相当于一台冰箱的大小,可以产生千瓦电量,并在理想条件下为一个家庭提供部分电力。 该团队希望通过提高工具的效率来减少所需设备的数量和占用的空间。 这样做可能是一个挑战。

科学家必须首先确定哪些材料最适合在不同气候下使用。 最终,Yao 表示他希望制定一种策略,使设备变得更大,同时不会阻挡可以捕获的水分。 如他所愿 了解如何有效地堆叠设备以及如何设计 Air-gen,以便相同尺寸的设备可以获取更多电力。

目前尚不清楚这需要多长时间。

“一旦我们改进了它,你就可以把它放在任何地方,”姚明说。

它可以融入家中的壁画,在城镇未使用的空间中进行更大尺寸的制作,或散布在办公室难以触及的空间中。 而且因为它几乎可以使用任何材料,所以它可以减少对环境的消耗 其他形式的可再生能源。

“整个地球都覆盖着一层厚厚的湿气,”姚说。 它是清洁能源的重要来源。 这只是利用这一点的开始。”

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