溼電技術有望助人類擺脫化石燃料新能源革命從潮溼空氣收集電力

THE MERIT TIMES

編譯／韋士塔 2023-07-22

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從溼氣中獲取電力的想法，可能有望實現。圖／法新社、網路

溼電可能成為清潔電力的新來源。圖／法新社、網路

水分子的電荷，能轉移到其他材料上。圖／法新社、網路

編譯／韋士塔

被譽為「交流電之父」的著名物理學家特斯拉（Nikola Tesla），曾嘗試從空氣中的溼氣裡獲取電力；這位科學家去世數十年後，這個顛覆性的想法終於有望實現。研究人員表示，「溼電」（hygroelectricity）技術若能持續突破，將是人類擺脫化石燃料，轉向清潔能源的新選項。

麻塞諸塞大學安默斯特分校（University of Massachusetts Amherst）的研究人員姚俊（Jun Yao，音譯）表示，該校實驗室一名學生在操作設備時忘記插上電源，卻赫然發現這部實驗性的溼度感測器已開始產生電子信號。這種原本被認為不可能發生的情況，促使研究團隊開發從潮溼空氣中獲取電力的技術。

研究團隊指出，這個概念並非他們首度提出，數十年前特斯拉就曾針對這個概念進行研究，但並未取得值得期待的結果。然而，世界各地目前已有多組研究團隊正在研發新技術，從懸浮在空氣中的水分子取得電力。

姚俊的研究團隊表示，這項技術理論上是可行的，因為水分子能彼此轉移電荷，研究人員目前的挑戰，則是如何控制電荷轉移的過程，並收集足夠的電力。這項技術的前景令研究團隊大感振奮，因為這種新型態的再生能源幾乎取之不盡、用之不竭，且能隨時隨地取用。

麻州大學安默斯特分校的研究團隊已把初步的研究成果發表於《先進材料》（Advanced Materials）期刊；報告指出，收集空氣中的水分子來發電，有如在太陽能、風電之外，開啟可靠清潔能源的另一扇大門。這項技術目前獲取的能量，可望用於為微型電腦或感測器提供電力，未來也將持續研發，讓這項技術支持更大型的裝置運作。

姚俊的研究團隊在2020年已曾利用細菌培育出非常細微的「奈米線」，透過其化學性質與薄膜中的孔隙，從空氣中獲取電力。研究團隊指出，奈米線的微小孔隙能捕獲懸浮的水分子，當水分子與材料摩擦時，也把電荷帶到材料上。

在研究團隊設計的材料中，材料的上端與下端會產生電荷不平衡現象，這就是產生電流的基本原理，例如：閃電。因此，如果能控制水分子的運動並創造適當的條件，就能發電。

姚俊指出，初步的測試發現，幾乎任何材料都能從空氣中收集電力，關鍵是必須在材料的表面設計直徑小於100奈米的小孔。

除了姚俊的團隊，以色列的研究人員，也成功地利用在兩塊金屬之間傳遞潮溼的空氣，來獲取電力；另外，葡萄牙的一個團隊已啟動一項由歐盟資助的計畫，旨在從潮溼的空氣中獲取能源。

姚俊說，溼電的前景令人期待，「空氣中滿是電力，且不像太陽能或風電會受日照或風力的限制，使用任何材料都能發電。我們希望讓這項技術商業化，並具備足夠的電力供應能力及成本競爭力」。

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