过分子运动发电时人多力量大

波浪能技术是一种经过验证的发电来源，但地球上的每个液体分子都蕴藏着能量，即使液体处于静止状态。在分子尺度上，原子和离子总是在运动。如果这种纳米级的运动能够被收获，它可能会成为一种巨大的能源。

“地球上有大量的空气和液体，成功采集它们可以为社会产生巨大的能源，”作者栾玉成说。

在 AIP Publishing 本周在APL Materials上发表的一篇文章中，Luan 和他的合作者测试了一种分子能量收集装置，该装置可以从液体中分子的自然运动中捕获能量。他们的工作表明分子运动可以用来产生稳定的电流。

为了制造该设备，研究人员将压电材料纳米阵列浸入液体中，使液体的运动可以像海洋中波动的海藻一样移动线束，但在这种情况下，运动是在不可见的分子尺度上进行的，并且线束是在不可见的分子尺度上运动的。由氧化锌制成。选择氧化锌材料是因为其压电特性，这意味着当它在运动中波动、弯曲或变形时，会产生电势。

“作为一种经过充分研究的压电材料，氧化锌可以很容易地合成成各种纳米结构，包括纳米晶须，”栾说。“纳米晶须是许多纳米线整齐有序的结构，类似于牙刷上的刷毛。”

他们的能量采集器可用于为植入式医疗设备等纳米技术提供动力，也可以扩展到全尺寸发电机和千瓦级能源生产。该设备的一个关键设计特点是它不依赖任何外力，这增加了其作为改变游戏规则的清洁能源的潜力。

“分子热运动收集器装置不需要任何外部刺激，这与其他能量收集器相比是一个很大的优势，”栾说。“目前，电能主要通过外部能源获得，如风能、水力发电、太阳能等。这项工作开辟了通过液体分子热运动从物理系统的内能产生电能的可能性，这与普通机械运动本质上不同。”

作者已经开始进行下一阶段的设计，通过测试不同的液体、高性能压电材料和新的设备架构以及扩大设备来提高设备的能量密度。

“我们相信这种新颖的系统将在不久的将来成为人类获取电能不可或缺的方式。”

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