跳动的水滴也能发电
跳动的水滴也能发电
去年，MIT学者发现当水滴从超疏水表面自然跳动时将带电。现在，他们又证明了这个过程可以产生少量电，这或许可以驱动某些电子设备。这项新发现是由博士后Nenad Miljkovic，助理教授Evelyn Wang等人完成的，相关的成果已经发表在Applied Physics Letters期刊上。
这种方法可能产生一种仅用空气湿度就能给手机等电子产品充电的装置，而且还有附加的好处——生产洁净水。
该设备内部构造很简单，是由一系列交叉的金属板组成。Miljkovic表示，虽然最初实验采用的是铜板，但是其他导电性材料也能满足要求，如廉价的铝。
在初始测试阶段，能够获得的电能是极其微小的——每平方厘米的金属片只有15皮瓦（百亿分之一瓦）。但Miljkovic表示获得每平方厘米1微瓦（百万分之一瓦）的电能是很容易的。这种电能输出量与其他废热回收系统（如振动或其他环境能源）产电量相当，这种产电量足以达到偏远地区的电子设备充电要求。
比如，按每平方厘米1微瓦计算，一个边长为50厘米的立方体可以在12小时左右给手机充满电，“虽然速度略慢，”他说，“但在偏远地区，人们别无选择。”
这种充电方法也有局限，因为充电过程依赖于液体凝结，需要一个潮湿的环境，且局部温度要低于环境温度才行，如山洞或者河流。
这套系统是基于Miljkovic 和 Wang 在2013年的一个发现而开发的，当时他们正打算开发一种提高热交换作冷凝器用的表面（用于电站等领域），当水滴在超疏水表面上聚集在一起形成大的水珠时，可以把表面能转化为动能。这时，偶尔有一些水滴自发地跳动，使热交换提高了30%。随后，他们发现在这个过程中，跳动的水滴获得了少量的电荷——意味着跳动过程以及伴随的热交换过程可以被附近带有相反电荷的金属片加强。
现在，研究者已经证明，只需提供第二板极一个亲水的表面，这个过程就能够用于产生能量。当水滴下落时，他们携带电荷从一个极板到另一个极板，如果两块极板通过外回路连接，它们之间的电荷差就能用于提供能量。
在实际装置中，可以采用类似散热片结构的两列金属板，交叉布置，这样它们相互靠近但不至于接触。这套能量系统没有运动的部分，自然运转。
对于远程自动化环境传感器，只需极少量的电荷就能满足其充电要求，任何结露的地方都能够在清晨产生几个小时的能量，Miljkovic说：“水从大气中凝结，这是一个自然现象嘛。”
“大气是一个巨大的能量源，你所需要做的仅仅是制造空气和设备之间的温差，”他补充道——使设备具有凝结水珠的功能，就在热的、潮湿的空气中水珠凝结在冷玻璃外表面一样。
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