據美國物理學家組織網8月25日報道,從大氣中收集電能有望造就一種新型替代能源。科學家正在研制能從空氣中捕捉電的電池板,為住宅提供照明或為電動汽車充電;該電池板還可以置于建筑物屋頂,以阻止閃電的形成。
科學家們很早之前就注意到,蒸汽從鍋爐中溢出時會形成靜電火花,當水汽聚集空氣中的塵埃和其他物質的微小顆粒時,正是電形成之時。幾個世紀以來,科學家們一直為從空氣中捕捉電并加以利用的想法而激動不已,著名發明家尼古拉·特斯拉就是其中之一。
電在大氣中如何產生和釋放,這是一個200年來未解的科學之謎。科學家們曾經認為,大氣中的水滴呈電中性,即便它們同塵埃顆粒和其他液滴上的電荷接觸之后,也不會改變其“本性”。
但是,巴西坎皮納斯大學的費爾南多·蓋勒姆貝克在美國化學學會(ACS)第240屆全國會議上表示,他和同事在實驗室中模擬了空氣中的水和塵埃顆粒接觸的過程,證實了大氣中的水確實能夠獲得電荷。他們選擇的塵埃顆粒為空氣中常見的二氧化硅和磷酸鋁顆粒,在高濕度環境下,空氣中含有高濃度的水蒸汽,二氧化硅變得帶有更多負電荷,而磷酸鋁則變得帶有更多正電荷。蓋勒姆貝克將這種電荷稱為“濕電”(hygroelectricity),也就是“濕度產生的電”。他解釋說,這顯然表明,大氣中的水可以積聚電荷并將電荷轉移給與它接觸的其他物質。
蓋勒姆貝克表示,科學家可以研發出能夠收集濕電的濕電電池板(就像收集陽光的太陽能電池板一樣),并將收集到的電力提供給家庭和商業場所使用。在美國東北部和東南部以及潮濕的熱帶等濕度很高的地區,濕電電池板的效率也會很高。另外,類似的方法也可預防閃電和雷擊。把濕電電池板置于雷雨經常光顧地區的建筑物頂部,這種電池板會把雨中潮濕空氣所帶的電完全吸收掉,防止電荷積聚后形成閃電。
蓋勒姆貝克還指出,盡管未來還有很多研究要做,但大范圍利用濕電的效益將非常可觀。目前,他的研究團隊正在對多種金屬進行測試,希望從中找出最有潛力用于捕捉大氣中的電同時預防雷擊的金屬。(劉霞)
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