霧霾困境 小能源如何“大作為”？

記者：您認為霧霾形成的主要原因是什么？

王中林：煤炭燃燒過程中產生大量的顆粒物，是造成空氣污染的重要原因。第二個是燃油，以我在美國多年的生活經歷來看，國內的汽油沒有國外的質量高。咱們國家的車多，美國也不少，但他們那邊空氣質量就好得多。所以我說霧霾跟燃油肯定有關，但是有多大關系，得需要專家來研究。

記者：您認為能源生產和消費方式變革有何重大意義？

王中林：現(xiàn)在我們的能源生產方式以化石能源為主，資源就這么多，開采一點少一點，從長遠可持續(xù)發(fā)展的角度講，我們還必須要考慮子孫后代的利益，能源生產方式必須變革。我們研發(fā)的摩擦發(fā)電新能源技術，不敢說它能解決能源問題，但至少在一定程度上開辟了新途徑。它的潛力，我們要看到。說到消費方式，我們生活中的浪費現(xiàn)象太普遍，改變需要每個人從自身做起，從細節(jié)做起，這一點國民教育很重要。

記者：以您在美國的工作生活經歷，特別是消費方式方面，兩個國家有什么不同？

王中林：能源消費這方面，美國不是節(jié)約的典型國家。美國民眾家里的空調很多都是24小時開著的，汽車的排量也是最大的，所以美國長期是世界能源生產消費的第一大國。它的模式，不可復制。

記者：這意味著美國的能源戰(zhàn)略與我們截然不同？

王中林：對。很簡單，美國有大量的石油儲存，大量的頁巖氣，人家當然不著急。

美國煤的儲量很豐富，但不開采，發(fā)電多是用氣電、油電為主，而我們就不行了，我們的一次能源結構是富煤、貧油、少氣，人口基數(shù)又很龐大。我認為能源生產方式變革就是改變現(xiàn)在化石能源為主的生產結構，大力發(fā)展綠色能源、可再生能源，當然我們的摩擦發(fā)電技術也是未來綠色能源的新選擇。

記者：提到摩擦發(fā)電，請您介紹一下這個領域？

王中林：摩擦生電是常識，但摩擦只是產生了電壓，沒有電流，過去人們一直無法利用。我研究這個領域也是一次偶然，我是做材料研發(fā)的，但在一次失敗的試驗中偶然發(fā)現(xiàn)，兩種高分子材料相接觸的過程中可以產生電，于是我們對這個全新的領域進行了研究。

實驗中發(fā)現(xiàn)，兩個由納米材料構成的薄片摩擦接觸后，再將這兩個薄片表面分離，由于物體有保持電中性的傾向，因此通過電極層將這兩個薄片與外電路連接，電子就會通過外電路在兩個電極層之間流動，從而形成電流。依據(jù)這一原理，我們研究出了摩擦發(fā)電機。

記者：傳統(tǒng)發(fā)電都是動力驅動電磁線圈切割產生電，摩擦發(fā)電機真的只需要摩擦就能發(fā)電？

王中林：是的，這與傳統(tǒng)電磁感應驅動發(fā)電的原理在根本上是不同的。摩擦發(fā)電機利用的是摩擦起電和靜電感應效應耦合，同時配合薄層式電極的設計，實現(xiàn)電流的有效輸出。

當然，最初摩擦發(fā)電機的輸出電流和功率并不理想，但我們在反復實驗中發(fā)現(xiàn)，電極之間的電荷轉移量可以通過材料表面有序圖案化得到極大提高，并和圖案密度呈準線性關系。于是我們設計出一種圖案化陣列結構，使摩擦發(fā)電機的輸出功率產生了質的飛躍�，F(xiàn)在的摩擦發(fā)電裝置由平面化的圓形定子和轉子兩部分組成，采用表面圖案化的摩擦層和電極層，通過旋轉式接觸的驅動設計實現(xiàn)了高達24%~50%的能量轉化效率。

記者：這樣的能量轉化率意味著什么？

王中林：意味著它具備推廣使用價值。我們現(xiàn)在已經研制了包括旋轉式直流摩擦發(fā)電機、潮汐能收集裝置、剎車發(fā)電模擬裝置等在內的20多件摩擦發(fā)電裝置。而它的動力源既可以是已被人們認識的風力、水力、海浪等大能源，也可以是人的行走、手的觸摸、下落的雨滴等很少被人們注意過的隨機能源，甚至車輪的轉動、機器的轟鳴等也可以轉化為電力。

比如說，我們可以把剎車發(fā)電裝置應用到汽車上，這時候產生的電能可以提供給車內使用。由于剎車時產生的摩擦力更大，也可以提供給汽車尾燈使用，這將顯著降低汽車的油耗水平。

再比如，我們可以將摩擦發(fā)電機安裝到鞋子上，在人走動的時候，腳部對鞋底的按壓或腿的晃動等動作就會通過摩擦發(fā)電機轉換成電流，將這些電流收集起來并通過電池進行存儲，實現(xiàn)對手機充電。

記者：您認為推廣摩擦發(fā)電有什么優(yōu)勢？

王中林：首先，摩擦發(fā)電機由薄膜高分子材料和薄膜電極材料制成，具有極輕的重量和極小的體積，其能量密度較高。因此，它特別適合于為便攜式及穿戴式電子設備或無線傳感陣列等小型電器提供電能。

其次，摩擦發(fā)電機的制作材料均為大規(guī)模工業(yè)化原料，加之其結構簡單，制作成型簡便，使其制作成本降低，為廣泛應用提供了極為有利的條件。對于普通人，摩擦發(fā)電機帶來的最大便利有可能是移動通信。

第三，摩擦發(fā)電機的獨特結構為收集兩物體間的相互滑動產生的能量提供了可行甚至唯一的方案。不僅如此，摩擦發(fā)電機還具有大規(guī)模收集和轉化自然界中機械能的潛力，有望成為綠色能源供給的全新途徑。

記者：那它有什么劣勢？

王中林：劣勢也有。材料方面我們實驗做了幾千萬次，性能還沒有遞減，但不敢保證說10年沒有衰減，這個我們還沒有做到。我們還需要繼續(xù)提高它的效率，提高設計輸出功率，以便大規(guī)模推廣。另外，我覺得人們對于這方面的認識上還不夠。

工博士工業(yè)品商城聲明：凡資訊來源注明為其他媒體來源的信息，均為轉載自其他媒體，并不代表本網站贊同其觀點，也不代表本網站對其真實性負責。您若對該文章內容有任何疑問或質疑，請立即與商城(www.podvhdv.cn)聯(lián)系，本網站將迅速給您回應并做處理。
聯(lián)系電話：021-31666777
新聞、技術文章投稿QQ：3267146135  投稿郵箱：syy@gongboshi.com