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1、节能域摊 TECHNoLoGY AND MARKET 大气中收集电能空中湿电或成新型替代能源 从大气中收集电能有望造就一种新型替代能源。 科学家正在研制能从空气中捕捉电的电池板，为住宅 提供照明或为电动汽车充电；该电池板还可以置于建 筑物屋顶，以阻止闪电的形成。 科学家们很早之前就注意到，蒸汽从锅炉中溢出 时会形成静电火花，当水汽聚集空气中的尘埃和其他 物质的微小颗粒时，正是电形成之时。几个世纪以来， 科学家们一直为从空气中捕捉电并加以利用的想法 而激动不已。 电在大气中如何产生和释放，这是一个200年来 未解的科学之谜。科学家们曾经认为，大气中的水滴 呈电中性，即便它们同尘埃颗粒和其他液滴上
2、的电荷 接触之后，也不会改变其“本性”。 但是，巴西坎皮纳斯大学的费尔南多盖勒姆贝 克在美国化学学会(ACS)第240届全国会议上表示， 他和同事在实验室中模拟了空气中的水和尘埃颗粒 接触的过程，证实了大气中的水确实能够获得电荷。 他们选择的尘埃颗粒为空气中常见的二氧化硅和磷 酸铝颗粒，在高湿度环境下，空气中含有高浓度的水 蒸汽，二氧化硅变得带有更多负电荷，而磷酸铝则变 得带有更多正电荷。盖勒姆贝克将这种电荷称为“湿 电”(hygroelectricity)，也就是“湿度产生的电”。他解释 说，这显然表明，大气中的水可以积聚电荷并将电荷 转移给与它接触的其他物质。 盖勒姆贝克表示，科学家可以研
3、发出能够收集湿 电的湿电电池板(就像收集阳光的太阳能电池板一 样)，并将收集到的电力提供给家庭和商业场所使用。 在美国东北部和东南部以及潮湿的热带等湿度很高 的地区，湿电电池板的效率也会很高。另外，类似的方 法也可预防闪电和雷击。把湿电电池板置于雷雨经常 光顾地区的建筑物顶部，这种电池板会把雨中潮湿空 气所带的电完全吸收掉，防止电荷积聚后形成闪电。 盖勒姆贝克还指出，尽管未来还有很多研究要做， 但大范围利用湿电的效益将非常可观。目前，他的研究 团队正在对多种金属进行测试，希望从中找出最有潜 力用于捕捉大气中的电同时预防雷击的金属。(林木) 未来生物燃料电池或使用混合燃料 美国研究人员表示，通过
4、用细胞的线粒体取代酶 分解和重建生物燃料中的纤维素分子，未来的生物燃 料电池或将依靠各种生物燃料组成的能量“饮料”来 工作。 科学家在美国化学学会的年会上展示了一款新 的生物燃料电池模型。新电池不使用酶而使用细胞中 的线粒体来分解燃料分子纤维素。线粒体是真核 细胞的重要细胞器，有细胞“动力工厂”之称。 该研究项目领导人、美国圣路易斯大学的雪莉 敏蒂尔表示，尽管这项技术距离实际应用还有很长的 路要走，但是，该研究是将活性细胞的一部分(此处为 线粒体)整合进电池的一个里程碑式的进步。未来，这 种设备在很多领域可以替代一次性电池。 一般来说，燃料电池都需要对生物燃料分子进行 分解和重建，这个过程会释
5、放出电子，电子聚集在一 起形成电流。 此前，敏蒂尔团队一直使用酶，酶在分解特殊的 燃料分子诸如乙醇或者葡萄糖方面是一把好手。但现 在他们改用活性细胞的组成部分线粒体，线粒体可以 160 将各种酶的力量和功能结合在一起，将很多燃料分子 变为电池能够直接使用的形式。 敏蒂尔解释道，为了能够完全利用一种燃料，人 们需要很多酶，有些简单的燃料需要3种酶，而诸如葡 萄糖等，则需要多达22种酶，并且，这些酶需要能够很 好地配合在一起协调工作。而线粒体的分解效率更 高，线粒体能够分解多种燃料，意味着它能够通过分 解燃料混合物来工作。 新展示的电池只使用了由一种分子组成的简单 燃料，未来的研究将着眼于使这种电池能够利用人们 更为熟悉的复杂生物燃料来工作。 新墨西哥州大学新兴能源技术中心的主任普拉 曼阿塔那索维表示，尽管技术不断进步，但突破并非 一朝一夕可以获得。比如人们首次演示标准的燃料电 池和首次将其用于太空探索，中间整整隔了50年。这 项技术是否具有直接的实用性还需要进一步的观察。 而这项工作的主要贡献是在生物技术和纳米技术之 间架起了一座桥梁，并有望开创一个全新的生物燃料 电池研发领域。 (文哲)
