想象一下被塞進(jìn)一輛擁擠的火車，然后發(fā)現(xiàn)站臺上有一輛不那么擁擠的火車。你可能想盡快趕到那里。遵循這種平衡方法(稱為滲透性)的粒子會自發(fā)地從高濃度區(qū)域移動到低濃度區(qū)域。現(xiàn)在，科學(xué)家利用這種趨勢創(chuàng)造了一種發(fā)電膜——，它可以從鹽水中獲得電流。
當(dāng)正負(fù)帶電粒子束組成的離子鹽溶解在水中時(shí)，粒子束會分離，留下正負(fù)帶電粒子自由參與滲透。通過在鹽水和淡水之間放置一層帶電薄膜，科學(xué)家可以為流動的粒子創(chuàng)造一條“高速公路”，從而發(fā)電。然而，這些薄膜的制造成本通常很高，并且隨著時(shí)間的推移經(jīng)常發(fā)生泄漏。
現(xiàn)在，研究人員開發(fā)了一種新的“看門人”——“雙面”薄膜，兩面具有不同的特性。它們的孔徑和薄膜本身的電荷是不同的。這促進(jìn)了帶電粒子從一側(cè)到另一側(cè)的穩(wěn)定流動，同時(shí)防止它們以錯(cuò)誤的方向回流。這些以古羅馬門神和通道神3354命名的所謂janus films ——，也可以被制成具有不同大小的孔，并持有不同的電荷，從而可以接受不同類型的粒子。
研究人員用鹽水和河水測試了它們的janus膜。他們發(fā)現(xiàn)，該設(shè)備可以將儲存在鹽水中的35.7%的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為可用的電能。這與大多數(shù)風(fēng)力渦輪機(jī)一樣高效，比大多數(shù)太陽能電池更高效。該團(tuán)隊(duì)在最近出版的雜志《科學(xué)進(jìn)展》中報(bào)道了這一成就。
接下來，研究人員計(jì)劃建造更大的膜，并測試它們是否能承受真正的海水和河流環(huán)境。該團(tuán)隊(duì)表示，如果這種膜在“野外”表現(xiàn)同樣出色，那么近年來它可以用于為沒有其他可再生能源的偏遠(yuǎn)社區(qū)提供電力。這說明，在從運(yùn)動粒子中獲取能量時(shí)，有點(diǎn)“兩面性”是一件好事。
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