內(nèi)燃機(jī)因其較低的能量轉(zhuǎn)換效率備受詬病，科學(xué)家們一直試圖改善這種狀況。日前，中美科學(xué)家聯(lián)合開發(fā)出一種能從汽車車輪與地面的摩擦中收獲能量的納米發(fā)電機(jī)，有望將此前白白浪費(fèi)掉的能源回收。據(jù)稱，該裝置能將車輛的燃油效率提高至少10%。相關(guān)論文發(fā)表在近日出版的《納米能量》雜志上。

研究人員將納米發(fā)電機(jī)置于玩具車的車輪上

美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校材料和工程學(xué)副教授王旭東(音譯)和他的博士生毛巖超(音譯)在這個設(shè)備上已經(jīng)進(jìn)行了為期一年的研究。他們認(rèn)為，這是一種全新的能源再利用方法，納米發(fā)電機(jī)最終將為汽車制造商提供一種創(chuàng)新的方法，讓車輛獲得更好的能源使用效率。

摩擦電效應(yīng)是指兩個不同對象由于接觸和摩擦所產(chǎn)生的帶電現(xiàn)象。納米發(fā)電機(jī)就依靠這種摩擦電效應(yīng)，從路面和車輛車輪之間電位差的變化來獲得電能。王旭東說：“納米發(fā)電機(jī)提供了一個很好的方式，來采集那些通常白白浪費(fèi)掉了的能量。輪胎與地面之間的摩擦大約消耗了車輛燃油的10%。這些能量幾乎是被浪費(fèi)掉了。因此，如果我們可以將其再次轉(zhuǎn)化為電能，將能大幅提高車輛的燃油效率。”

據(jù)了解，這種納米發(fā)電機(jī)依靠集成到車輪上的分段電極來發(fā)電。當(dāng)這部分輪胎表面與路面接觸時(shí)，兩個表面的摩擦?xí)蚰Σ岭娦?yīng)產(chǎn)生電荷。在最初的實(shí)驗(yàn)中，王旭東和他的同事使用玩具車和發(fā)光二極管LED來證明這個概念。它們將電極附著到玩具車的車輪上，當(dāng)玩具車在地上行進(jìn)的時(shí)候，就能點(diǎn)亮LED燈。實(shí)驗(yàn)顯示，摩擦引起的電子運(yùn)動產(chǎn)生的電能足以驅(qū)動LED燈，這些能量完全可以被收集和再利用。

研究人員還確定，這種摩擦發(fā)電的效率與汽車的重量和速度有密切的關(guān)系。根據(jù)車輛和其行駛狀態(tài)的不同，發(fā)電量會有相應(yīng)的變化，不過總體上估計(jì)，這種裝置大約能將車輛的燃油效率提高至少10%。

王旭東說：“這類能量有著巨大的潛能，我們認(rèn)為，對這些能量的充分利用意義深遠(yuǎn)。”