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最新型發電技術 一張薄膜一點鹽水 就能滿足一家之用

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電力工業是世界上各個國家最為基礎的能源產業,也是各個國家工業和經濟蓬勃發展的動力之一。現在成熟的發電技術多種多樣,比如煤電,水力,風力,太陽能和海洋能等等。但這些發電技術相對難度大,而且成本較高。

最近,科學家發明了一種新型的發電方式,將生鏽的特質薄膜與鹽水相結合,可以成為一種新的電力來源。

來自加州理工學院和西北大學的科學家團隊發現,當鹽水流過薄薄的鐵鏽頂部時,就會產生電能。這種全新的發電方式,可用於開發新形式的可持續能源生產。

對於一般的電池來說,鹽水作為電解質使用。但是新系統的工作原理略有不同,它不涉及化學反應,而是將流動的鹽水的動能轉化為電能。 鹽水中的離子會吸引鐵鏽層下面的鐵中的電子。當鹽水及其離子流動時,這種吸引力將鐵中的電子與它們一起拖動,產生電流。

在此之前,科學家就已經發現,當用石墨烯代替鐵鏽時也會出現類似的現象,但重要的問題是使用石墨烯很難製造出足夠大的薄膜。與此相反,氧化鐵薄膜則更容易生產,而且可以很容易的製造出大尺寸的鐵薄膜。

一般情況下,鐵鏽會在鐵合金上自然生成,但為了確保生成的生鏽分布均勻,研究人員採用了一種稱為物理氣相沉積(PVD)的工藝。它通常將固體材料變成蒸汽,凝結在所需表面上。PVD工藝能夠製造出厚度僅有10納米厚的氧化鐵層,這個厚度只相當於人類頭髮的萬分之一。

研究人員對不同濃度的鹽水溶液進行了測試,他們發現新技術將動能轉化為電能的效率約為30%。每平方厘米的鐵鏽薄膜能夠產生幾十毫伏的電壓和幾微安的電流。

如果按照這個比例,面積為10平方米的鐵鏽薄膜每小時可以產生幾千瓦的電力,這足以滿足普通家庭的需要。當然,電力需求相對較低的應用場合,以及偏遠地區的低功耗設備,在短時間內更具有應用前景。

研究人員表示,這種效應在某些特殊情況下會非常有用,因為不僅海洋中存在大量鹽水,在人體中也存在著大量生理鹽水溶液。在海洋中,漂浮的浮標可以利用海水的波動產生電能。在人體中,靜脈中的生理鹽水溶液以周期性的脈衝流動,這可以為那些人體植入設備提供電能。

總結:現在的發電技術多種多樣;鐵鏽薄膜和鹽水相結合能產生電能,每10平方米的鐵鏽薄膜能產生幾千瓦的電力,特別適合低能源需求場合和低功耗設備;該技術可在人體中應用,為植入設備供電;

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