新型液滴式发电机 一滴水可点亮100盏小LED灯

记者最近从香港城市大学了解到，由该大学学者领导的研究小组已经成功开发出一种新型的液滴发生器。本发明的液滴发生器具有类似晶体管的结构，使得液滴发生器的瞬时功率密度比目前类似的液滴发生器增加了数千倍，电能转换效率大大提高。结果发表在最新一期的《自然》杂志上。

据了解，当液滴撞击表面时，传统的液滴发生器基于摩擦和静电感应产生电能，但是由于表面摩擦电荷量的限制，该方法的电能转换效率相对较低。上述研究小组的两个关键发现克服了这个问题。

小组成员，香港城市大学的王继凯教授介绍了两个主要的发现。一个是当水滴继续冲击可以长时间充电的永久电材料聚四氟乙烯(PTFE)时，产生的静态表面电荷将持续累积到饱和水平。其次，他们开发了一种类似场效应晶体管的独特结构，由铝电极和表面带有聚四氟乙烯薄膜的氧化铟锡(ITO)电极组成。当水滴撞击聚四氟乙烯/氧化铟锡表面并在表面扩散时，由于水是导电的，铝电极和聚四氟乙烯/氧化铟锡电极之间的路径将被“连接”，并成为一个可以通电的完整电路。基于这种设计，连续的水滴在聚四氟乙烯上积累了高密度的表面静电荷。同时，每次水滴连接两个电极时，聚四氟乙烯上积累的所有电荷都会释放出来，产生电流。因此，瞬时功率密度和功率转换效率大大提高。

“我们的研究表明，从15厘米高的地方滴下100微升可以产生140伏以上的电压，发电机可以产生足够的电能点亮100盏小型发光二极管灯。”王京凯说，这项研究成果可以帮助世界开发更多的水资源。将来可以推广安装在不同液体与固体接触的表面，如船体、海岸甚至雨伞表面，以充分利用低频水动能。