目前,对雷电的新研究。使雷电可能成为新能源,同时减少雷击伤害。
我们的研究将有助于未来从大气中发电产生替代能源。”研究的负责人费尔南多Galembeck博士说,他的研究可能有助于解释一个200年来悬而未决的难题——大气中的电是如何产生和释放的。“正如太阳能可以免费为人们提供能源一样,这一充满希望的新能源来源可以产生类似的效果。”他坚持道。
“如果我们明白了雷电是如何在大气中积聚和传播的,我们将可以防止雷击造成的伤亡。”Galembeck说,每年全球由雷电造成数千人员伤亡及数百万美元的财产损失。
几个世纪以来,实现用自然方法来获得电能是科学家们一直以来的梦想。他们注意到,蒸汽从锅炉中喷出时会产生静电,工人们常常被蒸汽“电”到。著名发明家尼古拉特斯拉,也是怀有空中取电梦想的科学家之一。他说,当水蒸汽在空气中的尘埃或其他微粒上聚集时电荷就产生了。Galembeck说,但是到目前为止,科学家缺乏足够的知识来解释大气中水的形成和释放电能的过程。他的研究与巴西坎皮纳斯大学合作。
科学家们曾经认为,大气中的水滴是电中性(粒子的总电荷为零的状态)的,即使与粉尘颗粒和其他液滴上的电荷接触后仍然如此。但是,有新的证据表明,大气中的水确实能够携带一个电荷。
Galembeck和他的同事利用水接触空气中尘埃粒子的实验室模拟实验,证实了这一想法。他们使用二氧化硅和正磷酸铝的微粒,这两者均为空气中的普通微粒,实验表明,在高湿度环境下,二氧化硅颗粒带负电荷而正磷酸铝颗粒带正电荷。高湿度指是空气中的水汽水平高——蒸汽凝结并可见,类似于在潮湿的夏季开着空调的车和建筑物窗户上的“雾”。
“这是明显的证据,表明大气中的水能够聚集电荷并把它传到与其接触的物质上去”Galembeck解释说,“我们称之为‘hygroelectricity’意为‘湿汽电流’。” 他说,将来有可能开发收集器来获取湿汽电流,类似于用太阳能电池收集阳光来产生电能一样,并把它们连通到家庭和企业。正如太阳能电池在阳光充足的地区效能较高,湿汽电池组应安置在高湿度地区,如美国东北部和东南部的湿热地区。
Galembeck说,类似的做法还可能有助于防止闪电的形成和激发。他设想在雷暴频繁地区的大厦顶部放置湿汽电池组,它会将电荷从空气中提取出来,从而阻止闪电时释放出的电荷的形成。他的研究小组已经在测试确定哪些金属更适合于从大气中获取电能并防止雷击。
“我们自己和其他科研小组建议的最新研究都将成为可能,这是多么令人着迷的想法!”Galembeck说,“当然,我们还有很长的路要走。但长远看来利用湿汽电流带来的好处将非常可观。”
