前沿科技之從空氣中收集的電可能成為最新的替代能源

掃街

想象一下從空氣中捕捉電——就像太陽能電池捕捉陽光——并利用它們為住宅照明或為電動汽車充電的裝置。想象一下在建筑物的屋頂上使用類似的電池板阻止閃電的形成。它聽上去可能很奇怪，但是根據在美國化學學會（ACS）第240屆全國會議上公布的一份報告，科學家已經處于開發這類裝置的早期階段。
6 q2 v9 ~6 W9 H$ X% Y# @" b1 [“我們的研究已經為把來自大氣的電轉化成未來的替代能源鋪平了道路，”領導這項研究的Fernando
Galembeck博士說。他的研究可能有助于解釋一個有200年歷史的科學之謎，即電在大氣中如何產生和泄放。他提出：“正如太陽能可以讓一些家庭不用
4 l7 Z0 T4 Y0 W, d支付電費帳單，這種有前景的新能源可能有類似的作用。”
“如果我們知道了電在大氣中如何積累和傳播，我們還能阻止由雷擊導致的死亡和破壞，” Galembeck說。他指出閃電在全世界造成許多死亡和傷害以及巨大的財產損失。
. Z, P8 S; X- x% y: e" @) E  s利用天然形成的電的想法已經誘惑了科學家數個世紀。他們注意到當蒸汽從鍋爐中溢出的時候也會形成靜電的火花。接觸到這種蒸汽的工人甚至會遭受痛苦 的電擊。例如，著名發明家尼古拉•特斯拉（Nikola Tesla）是夢想捕捉并利用空氣中的電的人們之一。例如，當水氣收集空氣中的微小塵埃顆粒和其他物質的時候，正是因為其中形成的電。Galembeck 說，但是此前科學家對于電在大氣中的水中形成和釋放的過程還缺乏足夠的了解。他在巴西坎皮納斯地區的坎皮納斯大學(University of Campinas)工作。
科學家曾經認為大氣中的水滴是電中性的，而且即便它們在接觸塵埃顆粒和其他液滴上的電荷之后仍然是電中性的。但是新的證據提示大氣中的水確實獲得了電荷。Galembeck及其同事使用模擬空氣中的水接觸塵埃顆粒的實驗室實驗證實了這種觀點。他們使用微小的二氧化硅和磷酸鋁顆?！@兩者都是空氣中常見的物質——證明了在高濕度的環境下二氧化硅變得帶有更多負電荷，而磷酸鋁變得帶有更多正電荷。高濕度意味著空氣中水氣濃度高——在夏季濕度高的日子
# m+ X7 B% c0 o里，水氣在有空調的汽車和建筑物的窗戶上凝結并變成可見的“霧”。
7 K# `1 s+ N! i" ^" ^這是很明顯的證據，表明大氣中的水可以積累電荷并把它們轉移給它接觸的其他物質，”
) A/ C3 t5 ?' wGalembeck解釋說?！拔覀兎Q之為‘濕電’（hygroelectricity），意思是‘濕度帶來的電’。”
3 O6 E( _# J- l! L1 K3 B" r- r他還說，在未來，有可能開發出類似于收集陽光產生電的太陽能電池的收集裝置，從而捕捉濕電并把它提供給家庭和商業場所。正如太陽能電池在世界上陽光充足的地區工作得最好，濕電電池板在高濕度的地區的效率更高，諸如美國的東北部和東南部，以及潮濕的熱帶地區。
Galembeck說一種類似的方法可能有助于防止閃電的形成和雷擊。他設想把濕電電池板放在常常遭遇雷雨的地區的建筑物頂部。這種電池板把空氣 中的電吸收掉，防止電荷積累從而以閃電的形式釋放出來。他的研究組已經在測試金屬從而發現那些用于捕捉大氣電并防止雷擊的潛力最大的金屬?！斑@些想法非常有吸引力，而我們自己和其他科研團隊的新研究提示它們如今是可能的，”
Galembeck說?！拔覀兛隙ㄓ泻荛L的路要走。但是大范圍利用濕電的收益可能是巨大的?！?font class="jammer">1 S% `( W7 [& n5 K" A
CNPq（巴西國立科學技術發展理事會）和FAPESP（圣保羅州科研基金會）為該研究提供了資助。

一只想飛的貓

電能密度低到無可救藥的程度而沒有任何理由價值。