來自中國內(nèi)地和中國香港的科學(xué)家共同團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一種設(shè)備，可以為新的清潔能源鋪平道路——一種可以通過水蒸發(fā)過程為小型電子設(shè)備提供動力的發(fā)動機(jī)。

該裝置可以以100毫升(3.4盎司)的水為燃料運(yùn)行50小時(shí)，并產(chǎn)生高達(dá)100伏的能量輸出，明顯高于之前嘗試收集蒸發(fā)能量的研究。

該團(tuán)隊(duì)在周四發(fā)表在期刊《設(shè)備》(Device)上的一篇文章中寫道：“水蒸發(fā)捕獲了地球表面一半的太陽能，提供了一個(gè)巨大的可再生能源機(jī)會?！?/p>

文章稱:“使用[發(fā)電機(jī)]原型，我們在環(huán)境條件下以水為燃料為小型電子設(shè)備提供動力，例如 20 個(gè)液晶顯示器 (LCD)、溫度傳感器和計(jì)算器?！?/p>

研究人員來自廣州華南理工大學(xué)、香港理工大學(xué)和香港城市大學(xué)。該團(tuán)隊(duì)的靈感來自“飲水鳥”，這是一種經(jīng)典的科學(xué)玩具，戴著一頂大禮帽，根據(jù)熱力學(xué)原理，它會不斷地浸入一杯水中。這種裝置是由美國化學(xué)家邁爾斯·沙利文在20世紀(jì)40年代發(fā)明的。

據(jù)報(bào)道，阿爾伯特·愛因斯坦花了三個(gè)半月的時(shí)間研究它，但依舊毫無結(jié)果?，F(xiàn)在，老式玩具背后的相同機(jī)制已被利用于一種新的節(jié)能能源。

飲水鳥由兩端的玻璃燈泡和玻璃管體組成。該管子延伸到底部燈泡中，里面裝有沸點(diǎn)為 40 攝氏度的液體。

在開始喝水動作之前，要將鳥的喙浸入一杯水中。緊接著與布接觸的水開始蒸發(fā)，導(dǎo)致頭部比底座涼爽。

當(dāng)鳥的頭部冷卻時(shí)，室內(nèi)液體中的蒸氣會凝結(jié)，因此頭部的內(nèi)部壓力會低于底座。壓力差促使底座中的流體向頭部上升。當(dāng)頂部變重時(shí)，它會傾斜回到水杯中。

向前傾斜后，液體回流，小鳥恢復(fù)直立位置。隨著蒸發(fā)在它的頭部繼續(xù)進(jìn)行，這只鳥不停地?cái)[動和喝水。

受到幾十年來好奇心的啟發(fā)，研究小組決定通過收集鳥兩側(cè)的機(jī)械能，將這項(xiàng)發(fā)明提升到另一個(gè)層次。 為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，他們在兩端安裝了兩個(gè)摩擦納米發(fā)電機(jī)模塊。

他們說:“我們使用一種天然的、由蒸發(fā)驅(qū)動的熱機(jī)，其靈感來自于一個(gè)飲水鳥玩具，它將蒸發(fā)的潛熱轉(zhuǎn)化為慢頻率運(yùn)動，然后通過一個(gè)專門的摩擦納米發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能?！?/p>

該研究的第一作者、香港理工大學(xué)自然啟發(fā)工程講座教授王鉆開表示，雖然他們的研究只是概念驗(yàn)證，但該團(tuán)隊(duì)希望開發(fā)出能夠更有效地將水蒸發(fā)轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備。

王說:“我們可以有幾十只3d打印的微型飲水鳥，它們可以分層排列，同時(shí)發(fā)電?！?/p>

另一種讓鳥搖擺的方法是將陽光直射到底部的燈泡上，這個(gè)燈泡可以被光熱材料覆蓋。他說，來自陽光的熱量使內(nèi)部的液體在蒸發(fā)時(shí)上升到頭部，促使鳥浸入水中。

王表示：“通過這種方式，我們可以將光能轉(zhuǎn)化為電能。因?yàn)橐后w在管內(nèi)，所以在這個(gè)過程中不會流失到大氣中。”他說，該團(tuán)隊(duì)還可以將先前開發(fā)的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于鳥管，以加速液體的運(yùn)動，從而產(chǎn)生更多的電力。