中科院外籍院士王中林:納米薄膜有望開(kāi)辟發(fā)電新路
2016-07-18 來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)
一陣微風(fēng),能燒熱你家的電飯鍋;一片安靜的海,能點(diǎn)亮全中國(guó)的路燈。近日在北京召開(kāi)的“納米能源與納米系統(tǒng)國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議”上,中科院外籍院士王中林告訴記者,他的“納米發(fā)電機(jī)”能夠完美利用一切輕柔的能量,比如風(fēng)和浪。
“我們?yōu)槭裁匆ù髩涡钏,讓水帶?dòng)發(fā)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)呢?因?yàn)榈皖l率的機(jī)械能難以轉(zhuǎn)化!蓖踔辛终f(shuō),“而納米薄膜能夠利用10赫茲甚至是1赫茲以下的機(jī)械波!
王中林是中科院北京納米能源與系統(tǒng)所所長(zhǎng),2015年他成為全球物理學(xué)領(lǐng)域論文被引用最多的人。他鉆研十年的納米發(fā)電技術(shù),是納米學(xué)界的熱門(mén)話(huà)題。
王中林研制的發(fā)電機(jī)核心是納米薄膜,原理是:兩張薄膜接觸產(chǎn)生靜電,輕輕一個(gè)外力分開(kāi)它們,就有了電勢(shì)差!斑@個(gè)過(guò)程中,50%的機(jī)械能變成了電能。”王中林說(shuō)。
納米薄膜如此敏感,壓一下就有電,搓一下也有電,吹口氣也能來(lái)電。王中林展示了一項(xiàng)應(yīng)用:PM2.5高達(dá)1600多的汽車(chē)尾氣,通入一個(gè)iPad包裝盒大小的凈化器,出來(lái)后PM2.5只有20——尾氣吹拂下,納米薄膜帶了電,吸附了微顆粒。
除了尾氣凈化器,王中林和同事正在研發(fā)“智能鞋”。記者看到了演示視頻:原地踏步,運(yùn)動(dòng)鞋邊鑲的一排LED燈每次落地都會(huì)亮起來(lái)。鞋里放了納米發(fā)電薄膜,能量來(lái)自落地的壓力。
“你只要走路,智能鞋就能給你的手機(jī)和隨身電器供電。你只要擺臂,腋下的納米薄膜也能摩擦發(fā)電。”王中林說(shuō),未來(lái)將有大量的移動(dòng)設(shè)備和傳感器走進(jìn)生活,納米薄膜很適合給它們隨時(shí)隨地充電。人呼吸的一起一伏,通過(guò)納米發(fā)電機(jī),就足夠驅(qū)動(dòng)心臟起搏器。
王中林說(shuō),高效率的納米薄膜由便宜的高分子塑料、鋁和銅制成,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制作簡(jiǎn)便,所以可用于大規(guī)模發(fā)電。
在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中,王中林給房頂上種了“草”,全是納米薄膜葉子,微風(fēng)吹動(dòng)“葉子”貼上又分開(kāi),發(fā)出的電夠一個(gè)家庭使用。
類(lèi)似的,納米葉片放在浮球中,水里一搖就能發(fā)電。浮球組成的網(wǎng)絡(luò)可以漂在海面、江面上,給整個(gè)城市供電!拔覀兺ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算認(rèn)為,一平方公里的普通海面完全覆蓋浮球網(wǎng)絡(luò)時(shí),發(fā)電功率超過(guò)1兆瓦!蓖踔辛终f(shuō),這意味著1萬(wàn)平方公里的海面發(fā)電量與一個(gè)三峽電站相當(dāng),他稱(chēng)之為“藍(lán)色能源”。
海浪起伏所產(chǎn)生的勢(shì)能,人類(lèi)一直無(wú)法利用。有一些波浪發(fā)電實(shí)驗(yàn)設(shè)備,機(jī)械變形驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī),但無(wú)法商用,因?yàn)椴ɡ艘恍,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)不起來(lái)。王中林的納米發(fā)電技術(shù)從原理上來(lái)說(shuō)幾乎是完美的波浪能量收集者。
自英國(guó)科學(xué)家法拉第于1831年發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)原理以來(lái),從風(fēng)車(chē)到核電廠全都依靠法拉第發(fā)電機(jī)。除此以外的發(fā)電模式只有光伏電池和燃料電池,但兩者在應(yīng)用上都不盡如人意。王中林的納米薄膜有望開(kāi)辟新路。
“我們?yōu)槭裁匆ù髩涡钏,讓水帶?dòng)發(fā)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)呢?因?yàn)榈皖l率的機(jī)械能難以轉(zhuǎn)化!蓖踔辛终f(shuō),“而納米薄膜能夠利用10赫茲甚至是1赫茲以下的機(jī)械波!
王中林是中科院北京納米能源與系統(tǒng)所所長(zhǎng),2015年他成為全球物理學(xué)領(lǐng)域論文被引用最多的人。他鉆研十年的納米發(fā)電技術(shù),是納米學(xué)界的熱門(mén)話(huà)題。
王中林研制的發(fā)電機(jī)核心是納米薄膜,原理是:兩張薄膜接觸產(chǎn)生靜電,輕輕一個(gè)外力分開(kāi)它們,就有了電勢(shì)差!斑@個(gè)過(guò)程中,50%的機(jī)械能變成了電能。”王中林說(shuō)。
納米薄膜如此敏感,壓一下就有電,搓一下也有電,吹口氣也能來(lái)電。王中林展示了一項(xiàng)應(yīng)用:PM2.5高達(dá)1600多的汽車(chē)尾氣,通入一個(gè)iPad包裝盒大小的凈化器,出來(lái)后PM2.5只有20——尾氣吹拂下,納米薄膜帶了電,吸附了微顆粒。
除了尾氣凈化器,王中林和同事正在研發(fā)“智能鞋”。記者看到了演示視頻:原地踏步,運(yùn)動(dòng)鞋邊鑲的一排LED燈每次落地都會(huì)亮起來(lái)。鞋里放了納米發(fā)電薄膜,能量來(lái)自落地的壓力。
“你只要走路,智能鞋就能給你的手機(jī)和隨身電器供電。你只要擺臂,腋下的納米薄膜也能摩擦發(fā)電。”王中林說(shuō),未來(lái)將有大量的移動(dòng)設(shè)備和傳感器走進(jìn)生活,納米薄膜很適合給它們隨時(shí)隨地充電。人呼吸的一起一伏,通過(guò)納米發(fā)電機(jī),就足夠驅(qū)動(dòng)心臟起搏器。
王中林說(shuō),高效率的納米薄膜由便宜的高分子塑料、鋁和銅制成,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制作簡(jiǎn)便,所以可用于大規(guī)模發(fā)電。
在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中,王中林給房頂上種了“草”,全是納米薄膜葉子,微風(fēng)吹動(dòng)“葉子”貼上又分開(kāi),發(fā)出的電夠一個(gè)家庭使用。
類(lèi)似的,納米葉片放在浮球中,水里一搖就能發(fā)電。浮球組成的網(wǎng)絡(luò)可以漂在海面、江面上,給整個(gè)城市供電!拔覀兺ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算認(rèn)為,一平方公里的普通海面完全覆蓋浮球網(wǎng)絡(luò)時(shí),發(fā)電功率超過(guò)1兆瓦!蓖踔辛终f(shuō),這意味著1萬(wàn)平方公里的海面發(fā)電量與一個(gè)三峽電站相當(dāng),他稱(chēng)之為“藍(lán)色能源”。
海浪起伏所產(chǎn)生的勢(shì)能,人類(lèi)一直無(wú)法利用。有一些波浪發(fā)電實(shí)驗(yàn)設(shè)備,機(jī)械變形驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī),但無(wú)法商用,因?yàn)椴ɡ艘恍,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)不起來(lái)。王中林的納米發(fā)電技術(shù)從原理上來(lái)說(shuō)幾乎是完美的波浪能量收集者。
自英國(guó)科學(xué)家法拉第于1831年發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)原理以來(lái),從風(fēng)車(chē)到核電廠全都依靠法拉第發(fā)電機(jī)。除此以外的發(fā)電模式只有光伏電池和燃料電池,但兩者在應(yīng)用上都不盡如人意。王中林的納米薄膜有望開(kāi)辟新路。
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