工程师们展示了一些奇妙的东西。几乎任何材料都可以用来制造从潮湿空气中持续收集能量的设备。
这并不是一个可以实际应用的开发项目，但它的创建者表示，它确实超越了其他收割机的一些限制。所需要的材料只是布满直径小于 100 纳米的纳米孔。这大约是人类头发宽度的千分之一，说起来容易做起来难，但比预期的要简单得多。
马萨诸塞大学阿默斯特分校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力。
他们将这一发现称为“通用空气发电效应”。
“空气中含有大量的电力，”工程师 Jun Yao 说道麻省大学阿默斯特分校。
“想象一下云，它只不过是一团水滴。每个水滴都含有电荷，当条件合适时，云可以产生一个电荷。闪电——但我们不知道如何可靠地从闪电中捕获电力。我们所做的就是创建一个人造的小型云，以可预测且持续的方式为我们发电，以便我们能够收获电力。”
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量收集器。然而，依赖于一种叫做“细菌”的细菌生长的蛋白质纳米线硫还原地杆菌。
好吧，事实证明，这种细菌并不是必需的。
“我们在制作之后意识到地杆菌属发现是，从空气中发电的能力——我们当时称之为“空气发电效应”——被证明是通用的：实际上任何种类的材料都可以从空气中获取电力，只要它具有某种属性， ”姚解释。
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自由平均路径。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。
通用的 Air-gen 装置由薄膜材料制成，例如纤维素、丝蛋白或氧化物。空气中的水分子可以很容易地进入纳米孔并从薄膜的顶部行进到底部，但它们在行进时会跑到孔的侧面。
它们将电荷转移到材料上，产生堆积，并且由于更多的水分子进入薄膜顶部，两侧之间会出现电荷不平衡。
这会产生类似于我们在产生闪电的云中看到的效果：上升的空气会在云顶部的水滴之间产生更多的碰撞，导致较高的云中产生过多的正电荷，而较低的云中会产生过多的负电荷。
在这种情况下，电荷可能会被重新定向为小型设备供电或存储在某种电池中。
目前，还处于早期阶段。该团队测试的纤维素薄膜在周围环境中具有 260 毫伏的自发电压输出，而手机需要约 5 伏的电压输出。但薄膜的薄度意味着它们可以堆叠起来以扩展 Air-gen 设备，使其更具有实际应用性。
研究人员表示，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。
“这个想法很简单，但以前从未被发现过，它开启了各种可能性，”姚说。 “你可以想象收割机由一种材料制成，适用于雨林环境，而另一种材料则适用于更干旱的地区。”
下一步将是在不同环境中测试设备，并致力于扩大规模。但普通的空气发电效应是真实存在的，而且它所代表的可能性是充满希望的。
“这非常令人兴奋，”刘说。 “我们正在为从稀薄的空气中获取清洁电力打开一扇大门。”
该研究发表于先进材料。
