想象一下被塞進一輛擁擠的火車，然后發(fā)現(xiàn)站臺上有一輛不那么擁擠的火車。你可能想盡快趕到那里。遵循這種平衡方法(稱為滲透性)的粒子會自發(fā)地從高濃度區(qū)域移動到低濃度區(qū)域?，F(xiàn)在，科學家利用這種趨勢創(chuàng)造了一種發(fā)電膜——，它可以從鹽水中獲得電流。
當正負帶電粒子束組成的離子鹽溶解在水中時，粒子束會分離，留下正負帶電粒子自由參與滲透。通過在鹽水和淡水之間放置一層帶電薄膜，科學家可以為流動的粒子創(chuàng)造一條“高速公路”，從而發(fā)電。然而，這些薄膜的制造成本通常很高，并且隨著時間的推移經(jīng)常發(fā)生泄漏。
現(xiàn)在，研究人員開發(fā)了一種新的“看門人”——“雙面”薄膜，兩面具有不同的特性。它們的孔徑和薄膜本身的電荷是不同的。這促進了帶電粒子從一側到另一側的穩(wěn)定流動，同時防止它們以錯誤的方向回流。這些以古羅馬門神和通道神3354命名的所謂janus films ——，也可以被制成具有不同大小的孔，并持有不同的電荷，從而可以接受不同類型的粒子。
研究人員用鹽水和河水測試了它們的janus膜。他們發(fā)現(xiàn)，該設備可以將儲存在鹽水中的35.7%的化學能轉化為可用的電能。這與大多數(shù)風力渦輪機一樣高效，比大多數(shù)太陽能電池更高效。該團隊在最近出版的雜志《科學進展》中報道了這一成就。
接下來，研究人員計劃建造更大的膜，并測試它們是否能承受真正的海水和河流環(huán)境。該團隊表示，如果這種膜在“野外”表現(xiàn)同樣出色，那么近年來它可以用于為沒有其他可再生能源的偏遠社區(qū)提供電力。這說明，在從運動粒子中獲取能量時，有點“兩面性”是一件好事。
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