科学家研发从大气中收集电能技术

2010-8-27 11:03 来源: 科技日报
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  据美国物理学家组织网8月25日报道,从大气中收集电能有望造就一种新型替代能源。科学家正在研制能从空气中捕捉电的电池板,为住宅提供照明或为电动汽车充电;该电池板还可以置于建筑物屋顶,以阻止闪电的形成。

  科学家们很早之前就注意到,蒸汽从锅炉中溢出时会形成静电火花,当水汽聚集空气中的尘埃和其他物质的微小颗粒时,正是电形成之时。几个世纪以来,科学家们一直为从空气中捕捉电并加以利用的想法而激动不已,著名发明家尼古拉·特斯拉就是其中之一。

  电在大气中如何产生和释放,这是一个200年来未解的科学之谜。科学家们曾经认为,大气中的水滴呈电中性,即便它们同尘埃颗粒和其他液滴上的电荷接触之后,也不会改变其“本性”。

  但是,巴西坎皮纳斯大学的费尔南多·盖勒姆贝克在美国化学学会(ACS)第240届全国会议上表示,他和同事在实验室中模拟了空气中的水和尘埃颗粒接触的过程,证实了大气中的水确实能够获得电荷。他们选择的尘埃颗粒为空气中常见的二氧化硅和磷酸铝颗粒,在高湿度环境下,空气中含有高浓度的水蒸汽,二氧化硅变得带有更多负电荷,而磷酸铝则变得带有更多正电荷。盖勒姆贝克将这种电荷称为“湿电”(hygroelectricity),也就是“湿度产生的电”。他解释说,这显然表明,大气中的水可以积聚电荷并将电荷转移给与它接触的其他物质。

  盖勒姆贝克表示,科学家可以研发出能够收集湿电的湿电电池板(就像收集阳光的太阳能电池板一样),并将收集到的电力提供给家庭和商业场所使用。在美国东北部和东南部以及潮湿的热带等湿度很高的地区,湿电电池板的效率也会很高。另外,类似的方法也可预防闪电和雷击。把湿电电池板置于雷雨经常光顾地区的建筑物顶部,这种电池板会把雨中潮湿空气所带的电完全吸收掉,防止电荷积聚后形成闪电。

  盖勒姆贝克还指出,尽管未来还有很多研究要做,但大范围利用湿电的效益将非常可观。目前,他的研究团队正在对多种金属进行测试,希望从中找出最有潜力用于捕捉大气中的电同时预防雷击的金属。