一种新材料利用周围的空气产生清洁电能

研究人员最近制造出了一种材料，它仅靠周围的空气就能产生近乎恒定的电能——这可能为一种新的、几乎无限的可持续可再生能源奠定基础。通过这样做，并在过去创新的基础上，他们现在声称，通过复制风暴云的电特性，几乎任何表面都可能变成发电机……但密集恐惧症患者要小心了。

根据今天发表在《先进材料》杂志上的一项新研究，马萨诸塞大学阿默斯特分校的工程师们展示了一种新型“空气发生器”（Air-gen）薄膜，该薄膜依靠直径小于 100 纳米（不到一根人类头发宽度的千分之一）的微孔。这些孔的直径非常小，依赖于所谓的“平均自由程”，即单个分子在与同一物质的另一个分子碰撞之前可以行进的距离。

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水分子漂浮在空气中，其平均自由程约为 100 纳米。当潮湿的空气穿过 Air-gen 材料的微小孔洞时，水分子首先与薄膜的上腔直接接触，然后与下腔直接接触。这会产生电荷不平衡，即电。

这与暴风云闪电放电的物理原理相同。尽管马萨诸塞大学阿默斯特分校团队的产品产生的电压仅为闪电估计的 3 亿伏特的一小部分，但其数百毫伏的持续能量对于可扩展性和日常使用而言非常有希望。考虑到空气湿度可以在三维空间中扩散，这一点尤其明显。理论上，数千个 Air-gen 层可以堆叠在一起，从而在不增加设备整体占地面积的情况下扩大设备规模。据研究人员称，这样的产品可以提供千瓦级的电力供一般使用。

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该团队相信，他们的 Air-gen 设备有朝一日会比太阳能和风能等其他可再生能源更节省空间。此外，这种材料可以设计成各种形状，以融入环境，这与太阳能发电场或风力涡轮机等视觉上引人注目的东西形成鲜明对比。

“想象一下未来世界，无论你走到哪里都可以获得清洁电力，”电气与计算机工程助理教授、论文的资深作者姚军在一份声明中说。“通用的空气发电效应意味着这个未来世界可以成为现实。”