一塊普通的玻璃,在貼上一種特殊的薄膜后,竟然能夠發(fā)電。這不是科幻電影中的場景,而是我國科學(xué)家 recently 取得的一項 real 科研成果。
我國科研團(tuán)隊成功研發(fā)出一種新型有機(jī)薄膜材料,將其涂覆在普通玻璃表面,就能利用雨水或濕氣產(chǎn)生電能。這意味著,未來的建筑玻璃、汽車玻璃甚至手機(jī)屏幕,都有可能成為清潔能源的“發(fā)電機(jī)”。
研發(fā)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人、中國科學(xué)院某研究所研究員李明(化名)向記者介紹,這種新型有機(jī)薄膜的核心原理是一種稱為“濕度發(fā)電”的現(xiàn)象。當(dāng)空氣中的水分子與薄膜材料接觸時,會引發(fā)材料內(nèi)部離子的定向移動,從而產(chǎn)生電勢差和電流。與傳統(tǒng)的太陽能電池不同,這種薄膜不需要陽光直射,甚至在陰雨天氣或夜晚都能工作。
“我們通過在有機(jī)高分子材料中嵌入特定的納米結(jié)構(gòu),大大提高了水分子吸附和解吸的效率。”李明說,“實驗顯示,一塊面積為10平方厘米的玻璃,涂上這種薄膜后,在相對濕度60%的環(huán)境中,可以持續(xù)輸出約0.5伏的電壓和10微安的電流。”
雖然目前的輸出功率還相對較小,但研究團(tuán)隊表示,通過串聯(lián)和并聯(lián)多個單元,輸出電壓和電流可以成倍增加,足以驅(qū)動小型傳感器、LED燈或低功耗電子設(shè)備。
“這意味著,未來你可以想象一棟大樓的玻璃幕墻,平時不起眼,但只要空氣中有濕氣,它就在悄悄發(fā)電,供樓內(nèi)的照明或監(jiān)控系統(tǒng)使用。”李明說。
這項研究的另一位參與者、材料學(xué)專家王華(化名)教授指出,這種新型有機(jī)薄膜具有成本低、柔性好、易于大面積制備等優(yōu)勢。“它可以像貼窗紙一樣,貼在現(xiàn)有玻璃表面,不需要改變玻璃的生產(chǎn)工藝。”王華說,“而且材料本身環(huán)保無毒,使用壽命可達(dá)數(shù)年。”
專家表示,該技術(shù)目前仍處于實驗室階段,下一步將重點解決發(fā)電效率、穩(wěn)定性和封裝工藝等問題,力爭在3-5年內(nèi)實現(xiàn)小規(guī)模應(yīng)用。
我國在新能源材料領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力,從鈣鈦礦太陽能電池到摩擦納米發(fā)電機(jī),再到今天的濕度發(fā)電薄膜,一系列創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)。業(yè)界認(rèn)為,這種“玻璃發(fā)電機(jī)”技術(shù)若能成熟落地,將為建筑節(jié)能、物聯(lián)網(wǎng)供電和分布式能源提供新的解決路徑。
“我們正在尋找合作企業(yè),希望盡快推動這項技術(shù)從實驗室走向市場。”李明說,“未來的城市,每一塊玻璃都可能是一個小小的發(fā)電站。”
(完)