太阳能和风能得到了所有的关注,但是从蒸发中获取能量对于解决我们的能源问题有很大的帮助——至少在理论上是这样。
这种收集能量的方法还处于非常早期的阶段。与太阳能和风力发电不同,蒸发技术还没有商业化,也不会在一段时间内商业化。那么,是否值得进一步研究?科学家们编写了一个模型来解决这个问题,并预测蒸发产生的潜在能量与风能和太阳能相当。这项研究发表在今天的《自然通讯》杂志上。
如果我们能够从美国现有的湖泊和水库(不包括中西部的五大湖)获取蒸发能,我们可以产生325千兆瓦(每年285万兆瓦时)。这约占2015年美国总发电量的70%。与太阳能或风能不同,蒸发产生的能量对天气的依赖性较小。当然,我们不太可能使用每个湖泊的水,作者也注意到这可能会影响淡水资源。但该论文认为,基于蒸发的能源可能会产生很大的影响。
如何从蒸发中获取能量?研究作者、哥伦比亚大学生物物理学家Ozgur Sahin在2015年的一篇论文中首次开发了“蒸发引擎”。假设你有一种材料,当里面有很多水时,它的尺寸会改变(在Sahin的例子中,物质是微小的孢子。)孢子吸收水分并变得更大。天气热时,水分蒸发,孢子收缩。
现在,如果你认为孢子是一种收缩和拉长的肌肉,Sahin说,你可以把它连接到一个发电机上,通过运动产生电能,然后从这个过程中获取能量。
萨欣的微型“蒸发引擎”位于水面上。当水从表面进入设备时,它会改变孢子的形状,从而产生电能。孢子还与百叶窗相连,百叶窗控制着水分蒸发的量。这意味着你可以控制产生的能量,甚至可以储存和释放能量来产生持续的能量。其他形式的可再生能源更依赖于太阳或风的数量(还记得日食吗?它破坏了太阳能电池板产生的电力。)
同一个研究小组还**了一个带有孢子的磨坊,一半在潮湿的环境中,一半在干燥的环境中。当连接到一个微小的轮子上时,这个装置通过蒸发为轮子提供动力。
在这个方法投入使用之前有很多步骤。该团队正在开发可以大规模生产的材料,并希望在更大的水体(如水池)上测试他们的发动机。但总有一天它们会产生很大的影响——毕竟,地球70%是水。
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