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空气 雷电 最新能源  

2010-09-02 10:17:05|  分类: 科技 译文 |  标签: |举报 |字号 订阅

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空气·雷电·最新能源

翻译:马德

 

空气?雷电?最新能源 - 马德 - 马德的博客

英文原址:http://www.sciencedaily.com/releases/2010/08/100825185121.htm

科学日报(ScienceDaily)报道(2010.8.26):——有这样一种设备,能够像太阳能电池收集日光那样从空气中捕获电流,它可以用于家庭照明,也可以为电动汽车充电。这种类似于面板的设施也可以装在建筑物屋顶以预防雷击。听上去这有点像是科学幻想,不过,据美国化学学会(ACS)第240次全国大会的报告,科学家已经在进行这种设施的早期开发。

该研究项目负责人费尔南多·高尔乐贝克博士(Fernando Galembeck, Ph.D)说:“我们的研究是为在大气中寻求未来替代能源做前期准备。”他的研究可能有助于解释200年来一个古老的科学难题,揭开大气中的电流和排放背后的秘密。他坚信,“就像太阳能电池为许多家庭提供了免费能源一样,这项前景乐观的新能源也会带来同样的效果。”

“如果我们懂得大气中电流如何聚集和传播,我们就可以避免雷击造成的死亡和损失”,高尔乐贝克指出,值得关注的是雷电在全世界导致千千万万的伤亡和无数的财产损害。

几个世纪以来,如何驾驭这种自然形态电能的问题,一直困扰着科学家。科学家注意到蒸汽从锅炉喷出时的电火花效应,人们触及到蒸汽时甚至会感到与电击一样的痛楚。例如,著名的发明家尼古拉?特斯拉就曾经提出过从大气中捕获电流并加以应用的设想。具体地说,空气中的电流是水蒸气在悬浮于空气中的灰尘和别的微观粒子中聚集时形成的。高尔乐贝克说,但是迄今为止,科学家依然不能对来自空气中水汽的电流形成和释放的复杂过程作出充分的解释。高尔乐贝克博士供职于巴西坎皮诺斯大学。

科学家曾经认为大气中的微水滴是电中性物质,即使在与带电荷的微尘粒子和别的液体微滴接触后其本身也不会带有电荷。但是新的证据提示,大气中的水分实际上带有电荷。

高尔乐贝克和他的同事通过室内实验模拟大气中水分与尘粒接触的过程,证实了上述观点。他们用二氧化硅和磷酸铝微粒子这两种在空气中悬浮的普通微粒做实验样本。实验显示,在高湿度的环境中,二氧化硅带有的阴电荷明显增加,而磷酸铝则增加更多的正电荷。高湿度意味着空气中水蒸汽含量高——蒸汽浓缩会成为可以看得见的“雾”,就像我们在潮湿的夏天在汽车和建筑物的空调口所见到的那样。

高尔乐贝克解释:“这个实验提供了明显的证据,证明大气中的水分可以蓄积电荷并把它们转移给与之相联的别的物质。我们称之为‘湿电’,意思是‘潮湿的电荷’。”

他接着说,将来有可能发明一种收集湿电的设施,就像太阳能电池通过聚集日光发电一样收集“湿电”并为家庭和商业提供服务。正如太阳能电池最适宜在阳光充足的地区使用一样,湿电收集器也应该在高湿度地区工作才能发挥更高的效益,比如美国的东北部和东南部以及潮湿的热带地区。

高尔乐贝克说,用与此类似的方法可以预防闪电的形成和危害。他设想的方法是在易受雷击地区的建筑物顶部安置这种湿电收集器。这种设施将吸收空气中的电荷使之减少,从而防止建筑物遭受闪电袭击。他的研究团队已经着手对各种金属材料进行测试,以选择最具潜能的材料用于收集大气中的电能和预防雷电灾害。

高尔乐贝克说:“令人兴奋的是,由我们的团队和别的科学家提出的这个方案是现实可行的。当然,我们还有很长的路要走。不过,从长远看,利用和开发空气中的湿电无疑具有十分广阔的前景。”

本项研究由巴西国家科学技术发展委员会(CNPq)和国家圣保罗研究基金(FAPESP)资助。

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