科学家发现一种主要的可再生能源：大气中的水蒸气

时间：2022-04-24 14:25:05 来源：

特拉维夫大学的研究表明，水分子与金属之间的相互作用所产生的电能可能会变成一种能源。

寻找可再生能源，包括风能，太阳能，水电大坝，地热能和生物质能，已经引起了科学家和决策者的关注，因为它们在应对气候变化方面具有巨大潜力。特拉维夫大学的一项新研究发现，大气中的水蒸气将来可能成为潜在的可再生能源。

该研究是由科林·普赖斯（Colin Price）教授与TAU波特环境与地球科学学院的哈达斯·萨罗尼（Hadas Saaroni）教授和博士生朱迪·拉克斯（Judi Lax）合作进行的，该发现基于电在水分子与金属之间的相互作用中得以实现表面。它于2020年5月6日发表在《自然科学报告》上。

普莱斯教授解释说：“我们试图利用自然发生的现象：水电。”“雷暴中的电仅由水在其不同阶段产生的，即水蒸气，水滴和冰。二十分钟的云发展就是我们从水滴到巨大的放电（闪电）的过程，闪电的长度约为半英里。”

研究人员着手根据早期发现的结果，尝试生产一种仅利用空气中的湿气的微型低压电池。例如，在19世纪，英国物理学家迈克尔·法拉第（Michael Faraday）发现，由于两者之间的摩擦，水滴可能使金属表面带电。最近的一项研究表明，某些金属在暴露于湿气时会自发地形成电荷。

科学家进行了一项实验室实验，确定了两种不同金属在接地时暴露于高相对湿度下的电压。普莱斯教授解释说：“当空气干燥时，我们发现它们之间没有电压。”“但是一旦相对湿度上升到60％以上，两个隔离的金属表面之间就会开始产生电压。当我们将湿度降低到60％以下时，电压消失了。当我们在自然条件下在室外进行实验时，我们看到了相同的结果。

“水是一种非常特殊的分子。在分子碰撞过程中，它可以将电荷从一个分子转移到另一个分子。通过摩擦，它会积聚一种静电。” Price教授说。“我们试图在实验室中再生电能，发现只有在空气相对湿度高于60％的情况下，不同的隔离金属表面才会从大气中的水蒸气中积累不同量的电荷。以色列的夏季几乎每天都有这种情况发生，大多数热带国家每天都有这种情况发生。”

根据Price教授的说法，这项研究挑战了有关湿度及其作为能源的潜力的既定观念。“人们知道干燥的空气会产生静电，并且当您触摸金属门把手时，有时会产生“电击”。水通常被认为是良好的电导体，而不是可以在表面上积聚电荷的东西。但是，一旦相对湿度超过某个阈值，情况似乎就会有所不同。他说。

然而，研究人员表明，潮湿的空气可能是充电表面提供约1伏电压的来源。Price教授补充说：“如果AA电池为1.5V，将来可能会有实际应用：开发可以通过空气中的水蒸气充电的电池。”

普莱斯教授总结道：“在发展中国家，作为许多可再生能源，结果可能尤其重要，因为那里许多社区仍无法通电，但湿度一直保持在60％左右。”

参考：J. Y. Lax，C.Price和H.Saaroni在2020年5月6日发表的“关于在高相对湿度条件下不同金属之间自发建立电压”的报告，Scientific Reports.DOI：
10.1038 / s41598-020-64409-2

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