【科技】纳米发电机可从车轮“捡获”电能

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内燃机因能量转换效率低而恶毒，科学家们一直在努力改善这种状况。 前几天，中美科学家共同开发了从汽车车轮与地面的摩擦中提取能量的纳米发电机，有望回收迄今为止浪费的能量。 据说这个装置能使车辆的油耗至少提高10%。 相关论文发表在最近出版的《纳米能源》杂志上。

威斯康星大学麦迪逊分校材料工程副教授王旭东(音译)和他的博士课程毛岩超(音译)在这台设备上进行了一年的研究。 他们认为这是一种新的能源再利用方法，纳米发电机最终会为汽车制造商提供创新的方法，提高车辆的能源利用效率。

摩擦电效应是两个不同的对象因接触和摩擦而产生的带电现象。 纳米发电机依赖于这种摩擦电效应，从路面和车辆车轮之间的电位差变化中获得电能。 王旭东说:“纳米发电机提供了收集任何普遍浪费的能量的好方法。 轮胎和地面的摩擦消耗了车辆燃料的大约10%。 这些能量几乎被浪费了。 因为，如果我们能把它再次转换成电能，就能大幅度提高车辆的油耗。

研究表明，该纳米发电机依赖于集成在车轮上的分段电极发电。 当这部分轮胎表面与路面接触时，两表面的摩擦因摩擦电效应而产生电荷。 在第一个实验中，王旭东和同事使用玩具车和发光二极管led说明了这个概念。 这些使电极附着在玩具车的车轮上，玩具车在地上行驶时点亮led灯。 实验表明，摩擦产生的电子运动产生的电能足以驱动led灯，这些能量完全被收集和再利用。

研究者还发现，这种摩擦发电的效率与汽车的重量和速度有密切的关系。 发电量根据车辆及其行驶状态多少会发生变化，但总体来说，估计该装置能使车辆的油耗至少提高10%。

王旭东说:“这样的能源有巨大的潜力，我认为这些能源的完全利用是有意义的。