工程师们展示了一些惊人的东西。 几乎任何材料都可以用来制造一种能不断从潮湿空气中收集能量的装置。
这一发展尚未准备好投入实际使用，但据其作者称，它克服了其他能量收集器的一些局限性。 该材料所需要的只是直径小于 100 纳米的纳米孔。 它大约是人类头发宽度的千分之一，所以说起来容易做起来难，但比预期的要容易得多。 马萨诸塞大学阿默斯特分校的工程师刘晓萌领导的团队表示，这种材料可以收集潮湿空气中微小水滴产生的电能。 他们称他们的发现为“通用气源效应”。
“空气中含有大量的电能，”马萨诸塞大学阿默斯特分校的工程师 Jun Yao 说。 “想象一朵云，它只不过是一团水滴。 这些液滴中的每一个都含有电荷，在适当的条件下，云可以产生闪电——但我们不知道如何可靠地从闪电中捕获电能。 我们所做的是创造一个人造小云，以可预测和持续的方式为我们发电，以便我们可以收获它。”
如果 Air-gen 听起来很熟悉，那是因为该团队之前开发了一种空气能收集器。 然而，他们之前的设备是基于由一种叫做 Geobacter sulfurreducens 的细菌生长的蛋白质纳米线。 但是，事实证明，这种细菌不是必需的。
“在发现 Geobacter 之后，我们意识到从空气中发电的能力——我们当时称之为‘空气基因效应’——证明是普遍存在的：从字面上看，任何材料都可以从空气中获取电力，只要它具有一定的财产，”姚明解释道。 这种特性就是纳米孔，它们的大小取决于潮湿空气中水分子的平均自由程。 这是一个水分子在与另一个水分子碰撞之前可以在空气中移动的距离。
Air-gen 装置由薄膜材料制成，例如纤维素、丝蛋白或氧化石墨烯。 空气中的水分子很容易穿透纳米孔并从薄膜的上部移动到下部，但在移动过程中它们会与孔的侧面发生碰撞。 它们转移材料的电荷，使其堆积，随着更多的水分子进入薄膜顶部，两侧之间出现电荷不平衡。
这导致了一种类似于我们在产生闪电的云中看到的效果：上升的空气在云顶的水滴之间产生更多的碰撞，导致更高的云层中的正电荷过多，而下方的负电荷过多。较低的云在这种情况下，电荷可能会被转移为较小的设备供电或存储在某种形式的电池中。
它现在还处于早期阶段。 团队测试的纤维素薄膜在环境中的自发电压输出为 260 毫伏，而手机需要约 5 伏的输出电压。 但薄膜的厚度意味着它们可以折叠以缩放 Air-gen 设备，从而使它们更加实用。
研究人员说，它们可以由不同的材料制成，这意味着这些设备可以适应它们的使用环境。
下一步将是在不同环境中测试这些设备并努力扩展它们。 但Air-gen的整体效果是真实的，它所呈现的可能性是充满希望的。
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