·                                                           流淌的鹽水將產(chǎn)生可再生能源電力

水力發(fā)電已是世界上最老的科技之一，作為一種可再生能源，目前全球尚有大約 150 個(gè)國(guó)家在使用。然而，水力發(fā)電有其局限性，僅當(dāng)規(guī)模足夠巨大之時(shí)才能體現(xiàn)效率。為了大規(guī)模開(kāi)發(fā)水力資源，帶來(lái)的副作用是河流被隔斷，生態(tài)系統(tǒng)受到摧殘。同時(shí)，水力發(fā)電無(wú)法做到編寫(xiě)，隨時(shí)隨地“開(kāi)水”很不現(xiàn)實(shí)。

近些年，科學(xué)家已在致力于納米結(jié)構(gòu)發(fā)電。舉個(gè)例子，他們已探尋離子液體發(fā)電——讓帶電離子遍布于液體之中，在壓力梯度的作用下透過(guò)某個(gè)系統(tǒng)，產(chǎn)生電力。然而，由于壓力梯度的原因，這一系統(tǒng)發(fā)電能力有限，尚無(wú)法做到高產(chǎn)。但如今，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了更好的辦法：用石墨烯攜帶小滴鹽水，無(wú)需壓力梯度也可產(chǎn)生電力。
 

研究成果發(fā)布在《自然納米技術(shù)（Nature Nanotechnology）》，來(lái)自中國(guó)的研究人員制造了一層石墨烯，并將鹽水液滴置于其上，讓鹽水液滴以不同的速度穿過(guò)石墨烯層，從中發(fā)現(xiàn)這一過(guò)程產(chǎn)生了細(xì)微的電壓差。

在這一效應(yīng)之外，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，液滴的穿過(guò)速度和所生產(chǎn)的電力存在線性關(guān)系：液滴穿過(guò)速度越快，產(chǎn)生的電壓越高；同等面積石墨烯層上穿過(guò)的液滴數(shù)目越多，產(chǎn)生的電壓越高。

 

這一現(xiàn)象后面的機(jī)理是怎樣的呢？科學(xué)家監(jiān)視了液滴這一側(cè)的電荷分布，包括液滴停留在石墨烯上時(shí)和液滴運(yùn)動(dòng)時(shí)兩

種情況。

當(dāng)液滴保持靜態(tài)時(shí)，電荷分布與另一側(cè)保持對(duì)稱，兩者之間凈電勢(shì)差為零。

但當(dāng)液滴被拖著穿過(guò)石墨烯層時(shí)，電荷分布開(kāi)始不平衡。在液滴某端，電子從石墨烯脫附；而在另一端，電子被石墨烯吸收。這一運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致液滴側(cè)產(chǎn)生巨大的電勢(shì)差，繼而導(dǎo)致這一距離間產(chǎn)生可觀的電壓。

科學(xué)家會(huì)將這一技術(shù)提升至大量級(jí)，讓用戶從中豐收電力。他們用氯化銅制成液滴，放在石墨烯表面，表面斜向一側(cè)，液滴受重力作用從一端流到另一端，導(dǎo)致可測(cè)量的電壓生成，大約 30mV。

 

盡管發(fā)電規(guī)模相比現(xiàn)有的水輪發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)太過(guò)微小，這些納米發(fā)電機(jī)可以為小型設(shè)備提供電力，這是水力發(fā)電系統(tǒng)所無(wú)能為力的。納米發(fā)電技術(shù)也很容易提升規(guī)模，總有一天能制造大量級(jí)電力，驅(qū)動(dòng)大型設(shè)備
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