从空气中汲取电力:尼古拉·特斯拉的梦想将成现实?
在20世纪初，塞尔维亚发明家尼古拉·特斯拉曾梦想从我们周围的空气中汲取无限的免费电力。他雄心勃勃的目标是让地球和高层大气成为一个巨大电池的两端。
尽管他的梦想从未实现，但从空气中汲取电力——水汽电力（hygroelectricity）正再次引起研究者们的兴趣。与特斯拉不同的是，他们的思路并非宏大，而是非常非常细微。
今年5月，马萨诸塞大学（UMass）Amherst 的一个团队发表了一篇论文，宣称他们已经成功地从空气中的湿度产生了微小但持续的电流。
该研究的首席作者、研究员Jun Yao表示：“坦率地说，这是一个意外。我们实际上是想制作一个简单的空气湿度传感器。但由于某种原因，负责这项工作的学生忘了插上电源。”
马萨诸塞大学研究团队惊讶地发现，这个由微型管状结构（纳米线）组成的装置仍然在产生电信号。
每根纳米线的直径不足人类头发丝的千分之一，足以让空气中的水分子进入，但在管子里会受到阻碍。团队意识到，每次碰撞都会为材料提供微小的电荷，随着碰撞频率的增加，管子的一端与另一端的电荷不同。
Yao说：“这实际上就像一个电池。你有一个正极和一个负极，当你连接它们时，电荷就会流动。”
在最近的研究中，Yao团队已经从纳米线转向在材料上打上数百万个微小孔洞（纳米孔）。他们设计出的装置小如指甲，宽度仅为人类头发的五分之一，能产生约一微瓦的电力，足以点亮大型LED屏幕上的一个像素。
为了给屏幕或整个房屋供电，另一个团队，由Svitlana Lyubchyk教授和她的双胞胎儿子Andriy和Sergiy Lyubchyk教授共同组成，正在努力实现这一目标。
Svitlana和Andriy是葡萄牙里斯本基于“将大气湿度转化为可再生能源”的Catcher项目的一部分，他们与Sergiy一起创办了旨在商业化研究的创业公司CascataChuva。
他们早在马萨诸塞大学的Yao团队之前的2015年就开始研究这个想法。
实际上，在早期概念验证阶段的会议上向人们证明这项技术的价值让他们憋得脸红。他说：“信号不稳定且微弱，我们需要一个高达1千伏的电压放大器才能让人们看到。”
然而，经过多年研究，Catcher项目和CascataChuva作出了非常可观的进展。
他们已经成功开发出了一种可以将湿空气中的水分子转化为电流的装置。这种装置中使用的生物聚合物会在吸湿的过程中产生电荷。在实验中，他们已经成功地产生了足以为家用 LED 灯提供电力的电流。
虽然这项技术仍处于早期阶段，但它具有独特的优势。
首先，它不需要运行在阳光下，像太阳能电池板那样。
其次，它的工作原理不依赖于风力或潮汐，这意味着它可以在任何湿度较高的地区工作。
最后，它的制造成本相对较低，因为这种生物聚合物可以通过生物降解废弃物来制备。
未来几年，这种纳米水汽发电技术可能会被用于为物联网设备供电，例如传感器、监控摄像头和环境监测设备。
此外，这项技术还可以为那些位于偏远地区、难以接入常规电网的人们提供一个替代能源解决方案。这种电力来源在未来可能会成为一种可持续的、环保的能源，有望为全球能源需求的多样化作出贡献。
尽管距离尼古拉·特斯拉设想的从空气中汲取无限电力的梦想还有很长的路要走，但这些研究表明，这个梦想已经迈出了重要的一步。
