華微型風力渦輪機面世

近日，中國科學家硏發了一個微型“風力渦輪機”，可以從輕快行走過程中產生的微風中“產生”能量，為可再生、環保的新能源帶來福音。

據悉，來自中科院北京納米能源與系統研究所的研究人員設計了一種“微型風力渦輪機”，可以從與步行產生的風力差不多的微風中收集風能。從技術上來說，這個新裝置並不是渦輪機，而是一種納米發電機，由管內的兩條塑膠條組成。當有氣流時，這些塑膠條會顫動或拍擊在一起。就像在頭髮上摩擦氣球一樣，這兩種塑膠在分離接觸後會帶電，這種現象被稱為摩擦電效應，之後這兩條塑膠條產生的電能會被捕獲並儲存起來。

結果顯示，每秒一點六米的微風就足以驅動這款摩擦電納米發電機。當風速在每秒四至八米之間時，納米發電機的性能最佳，這一速度使得兩條塑膠帶能夠同步擺動。而且，該裝置的風能轉換效率高達百分之三點二三，這一數值超過了之前報道的風能回收性能。目前，該研究小組的設備可以為一百個LED燈和溫度感測器供電。

這種摩擦納米發動機裏的兩種塑膠條薄膜其實質是由有摩擦電的薄膜組成。而這種薄膜由帶有Ag電極的鐵電聚偏二氟乙烯(PVDF)膜和塗有氟化聚乙烯丙烯(PEP)的PVDF膜組成。它們主要利用伯努利效應進行相互作用，而所謂的伯努利效應是指當通過流體的水準流動速度增加時，壓力就會減小。在這個風收集系統中，當氣流穩定時，兩膜由於伯努利效應會表現出快速周期性的接觸和分離的動態特徵。

設備的靈感來自於將風力的動能轉化為動力的巨型風力渦輪機，但它使概念縮小為可以戴在手腕上的東西。據悉，納米發電機已經被用於為LED燈供電，並且將來可以為旅途中的電子設備充電，包括智能手機。

論文通訊作者之一、中國科學院北京納米能源與系統研究所研究員、微納能源與傳感實驗室負責人楊亞表示：“你可以收集日常生活中的所有微風，有一次，我們把納米發電機放在一個人的手臂上，擺動的手臂產生的氣流就足以產生電力。

楊亞補充：“我們的目的不是要取代現有的風力發電技術，而是解決傳統風力渦輪機無法解決的問題。風力渦輪機使用線圈和磁鐵，成本是固定的，而我們可以為我們的設備挑選低成本的材料。我們的設備也可以安全地應用於自然保護區或城市，因為它沒有旋轉結構。”

研究人員希望將設備擴大到產生一千瓦的功率，能與傳統的風力渦輪機相比具有競爭力，他們同時希望可以將這些設備放置在傳統風力渦輪機無法到達的地方，將其放置在山區或建築物的頂部，以獲取可持續能源。

這種以低成本、高效收集微風的方法早於九月底發表在《細胞報告物理科學》雜誌上。

水 登