研究發(fā)現(xiàn)讓鹽水流過(guò)鐵銹薄膜層可實(shí)現(xiàn)發(fā)電

據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)加州理工學(xué)院和西北大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鹽水流過(guò)銹跡斑斑的薄膜時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流。鹽水是電池中常見(jiàn)的成分，通常作為電解質(zhì)存在。像鹽水燈、巨大的氧化還原流動(dòng)電池乃至實(shí)驗(yàn)滲透發(fā)電廠都有它的身影。

但現(xiàn)在這個(gè)新系統(tǒng)的工作原理跟上面這些例子卻不一樣，因?yàn)殍F銹不是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)而是利用電動(dòng)效應(yīng)--即水流經(jīng)過(guò)時(shí)產(chǎn)生的能量--來(lái)發(fā)電。它的工作原理是鹽水中的離子吸引鐵銹層下鐵中的電子。當(dāng)鹽水和它的離子流動(dòng)時(shí)，這種引力就會(huì)拖拽鐵電子并由此產(chǎn)生電流。

雖然以往用石墨烯也得到過(guò)同樣的效果，但問(wèn)題是石墨烯的制造和擴(kuò)大到有用的尺寸仍舊是一件很棘手的事情，而生產(chǎn)大塊鐵板然后使其表面生銹則都是當(dāng)前工業(yè)實(shí)踐中已經(jīng)具備的能力。

為了確保鐵銹在均勻的薄膜上形成，研究小組使用了一種叫做物理氣相沉積(PVD)的方法。氧化鐵蒸氣在表面凝結(jié)成均勻的10納米厚的形態(tài)。隨后，研究小組利用不同濃度的鹽水溶液對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。

結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)，這項(xiàng)技術(shù)在將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能方面出奇得高效--大約能達(dá)到30%--每平方厘米鐵銹可以產(chǎn)生幾十毫伏和幾微安的電流。這表明，擴(kuò)大規(guī)?？梢援a(chǎn)生有用的電量。

該研究合著者Tom Miller說(shuō)道：“從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，每10平方米的盤子每小時(shí)能產(chǎn)生幾千瓦的電--足夠一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的美國(guó)家庭使用。當(dāng)然，如果是要求較低的應(yīng)用包括偏遠(yuǎn)地區(qū)的低功耗設(shè)備則在短期內(nèi)更有前景。”

另外，它也可以用于在海洋或海洋附近發(fā)電，甚至還能用于人體的血管。

相關(guān)研究報(bào)告已發(fā)表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上。