科学家发明碳纤维“扭曲发电机”

作者：唐凤文章来源：中国科学报发布时间：2017-09-05

近日，一个中外联合研究团队报告说，他们开发出一种高科技纱线，只要拉伸或者扭转它就能产生电能。

研究人员将这种由碳纳米管制成的新材料称作“扭曲发电机”，并表示未来它或有助于人们减少对化石能源的依赖。相关论文发表于《科学》杂志。

美国得克萨斯大学达拉斯分校、韩国汉阳大学、中国南开大学等机构的研究人员合作研发了该材料。研究人员表示，这种纱线需要先在盐水等电解质溶液中浸泡，使电解质中的离子附着到碳纳米管表面。当纱线被拧紧或拉伸时，碳纳米管之间的距离变小，离子聚集到一起密度变大，就会将拧紧或拉伸过程中的机械能转化为电能。

结果表明，每千克纱线可产生250瓦的峰值电能，比其他将机械能转换为电能的技术高出100倍以上。而且当许多纱线被聚集在一起时，发出的电量更多。研究人员还利用这种纱线采集海浪运动产生的能量。他们把纱线浸泡在海水里面，上面连着一个气球，下面连在一块沉在海床的装置上。每次海浪过来时，气球上升，拉长纱线，便产生了电能。

由于这些纱线具有可扩展性，研究人员表示，它们可以在任何有可靠动能的地方使用，并适合为物联网传感器提供电能。

尽管能产生足够的能量，但该设备成本过于昂贵，无法立即进行商业转化。而且，纱线的生产十分困难，需要大量的时间和金钱。研究人员希望这些问题在未来能有所改善。“这是人们发现的第一个基于扭动发电的‘发电机’，它只是一个婴儿，我们还有很多东西需要了解。”参与该研究的美国得克萨斯大学的Ray Baughman说。