中科院外籍院士王中林：纳米薄膜有望开辟发电新路

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一阵微风，能烧热你家的电饭锅；一片安静的海，能点亮全中国的路灯。近日在北京召开的“纳米能源与纳米系统国际学术会议”上，中科院外籍院士王中林告诉记者，他的“纳米发电机”能够完美利用一切轻柔的能量，比如风和浪。

“我们为什么要建大坝蓄水，让水带动发电机高速旋转呢？因为低频率的机械能难以转化。”王中林说，“而纳米薄膜能够利用10赫兹甚至是1赫兹以下的机械波。”

王中林是中科院北京纳米能源与系统所所长，2015年他成为全球物理学领域论文被引用最多的人。他钻研十年的纳米发电技术，是纳米学界的热门话题。

王中林研制的发电机核心是纳米薄膜，原理是：两张薄膜接触产生静电，轻轻一个外力分开它们，就有了电势差。“这个过程中，50％的机械能变成了电能。”王中林说。

纳米薄膜如此敏感，压一下就有电，搓一下也有电，吹口气也能来电。王中林展示了一项应用：PM2.5高达1600多的汽车尾气，通入一个iPad包装盒大小的净化器，出来后PM2.5只有20——尾气吹拂下，纳米薄膜带了电，吸附了微颗粒。

除了尾气净化器，王中林和同事正在研发“智能鞋”。记者看到了演示视频：原地踏步，运动鞋边镶的一排LED灯每次落地都会亮起来。鞋里放了纳米发电薄膜，能量来自落地的压力。

“你只要走路，智能鞋就能给你的手机和随身电器供电。你只要摆臂，腋下的纳米薄膜也能摩擦发电。”王中林说，未来将有大量的移动设备和传感器走进生活，纳米薄膜很适合给它们随时随地充电。人呼吸的一起一伏，通过纳米发电机，就足够驱动心脏起搏器。

王中林说，高效率的纳米薄膜由便宜的高分子塑料、铝和铜制成，结构简单，制作简便，所以可用于大规模发电。

在一项实验中，王中林给房顶上种了“草”，全是纳米薄膜叶子，微风吹动“叶子”贴上又分开，发出的电够一个家庭使用。

类似的，纳米叶片放在浮球中，水里一摇就能发电。浮球组成的网络可以漂在海面、江面上，给整个城市供电。“我们通过实验和计算认为，一平方公里的普通海面完全覆盖浮球网络时，发电功率超过1兆瓦。”王中林说，这意味着1万平方公里的海面发电量与一个三峡电站相当，他称之为“蓝色能源”。

海浪起伏所产生的势能，人类一直无法利用。有一些波浪发电实验设备，机械变形驱动发电机，但无法商用，因为波浪一小，发电机转不起来。王中林的纳米发电技术从原理上来说几乎是完美的波浪能量收集者。

自英国科学家法拉第于1831年发现电磁感应原理以来，从风车到核电厂全都依靠法拉第发电机。除此以外的发电模式只有光伏电池和燃料电池，但两者在应用上都不尽如人意。王中林的纳米薄膜有望开辟新路。

文章来源：科技日报

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