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眾所周知，空氣是地球上動(dòng)植物生存的基本條件，它可以供人類及動(dòng)物進(jìn)行呼吸，可以供植物進(jìn)行光合作用。此外，空氣可以助燃、空氣有浮力，聲音傳播需要借助空氣等?？偠灾?，空氣對(duì)人類的生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面都起著非常重要的作用。

那么，大家知道空氣可以發(fā)電嗎？自1978年德國(guó)建立了世界上第一座空氣發(fā)電站，能源專家就一直十分看好空氣發(fā)電技術(shù)?？諝獍l(fā)電技術(shù)，又被稱為空氣壓縮能源儲(chǔ)存技術(shù)，即利用空氣壓縮機(jī)，將大自然中的空氣吸收壓縮成密度、高壓力大的有效氣壓資源，并儲(chǔ)存穩(wěn)壓，待需要使用時(shí)再通過(guò)放氣閥門和輸氣管道向氣輪機(jī)內(nèi)排放，沖動(dòng)氣輪機(jī)葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)并拖動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)而發(fā)電。

除了風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)等可再生能源發(fā)電，空氣發(fā)電也是一種清潔能源生產(chǎn)方法，此外它還可以作為一種備用電站。但多年來(lái)，由于燃料價(jià)格相對(duì)容易獲取且價(jià)格相對(duì)便宜，空氣發(fā)電技術(shù)并沒(méi)有獲得實(shí)質(zhì)性突破，目前仍鮮少有人問(wèn)津。

空氣可以發(fā)電，空氣中的水分也能發(fā)電。近日，美國(guó)馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校研究人員稱，他們開(kāi)發(fā)出了一種新型的發(fā)電設(shè)備，能夠通過(guò)一種蛋白納米薄膜，利用空氣中的水分產(chǎn)生電能，相關(guān)研究成果已發(fā)表于《自然》雜志。

空氣遍布于地球的每個(gè)角落，透明且無(wú)色無(wú)味，主要由氮?dú)猓w積約78%）、氧氣（體積約21%）組成。除了這兩種主要?dú)怏w外，空氣中還包含著體積約0.934%的稀有氣體、0.04%的二氧化碳及0.002%的其他物質(zhì)，如水蒸氣、雜質(zhì)等。

據(jù)該團(tuán)隊(duì)研究人員介紹，他們將這種新設(shè)備稱為“空氣發(fā)電機(jī)”，其最主要的構(gòu)件是由微生物地桿菌生產(chǎn)的導(dǎo)電蛋白納米線構(gòu)成的厚度只有7微米的納米薄膜。當(dāng)暴露于空氣中時(shí)，納米薄膜會(huì)吸收其中的水分，形成一個(gè)可自我維持的水分梯度，并以這一水分梯度為驅(qū)動(dòng)力繼而產(chǎn)生約0.5伏的持續(xù)電壓，電流密度約為每平方厘米17微安。

納米技術(shù)的進(jìn)步，讓利用自然環(huán)境中的微小能量變得簡(jiǎn)單，比如有些納米結(jié)構(gòu)可以利用微微流動(dòng)的空氣發(fā)電；經(jīng)特殊處理的納米薄膜可以被打造成日常的穿戴衣物，將人體運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能；利用納米技術(shù)研制的新型球狀摩擦發(fā)電機(jī)可以在海面通過(guò)波浪的摩擦進(jìn)行發(fā)電。

從環(huán)境中收集能量的自持系統(tǒng)為清潔能源帶來(lái)了希望，但如太陽(yáng)能、風(fēng)能等已知發(fā)電技術(shù)對(duì)環(huán)境都有著特定的要求。這些要求往往限制了場(chǎng)地部署，也限制了發(fā)電潛力，而無(wú)處不在的空氣則為清潔能源的獲取提供了另一種更為可取的途徑。

研究人員指出，與太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源相比，利用空氣中的水分發(fā)電具有明顯優(yōu)勢(shì)，它無(wú)污染、可再生，且成本比較低。此外，“空氣發(fā)電機(jī)”對(duì)位置或環(huán)境條件沒(méi)有過(guò)多要求，不需要陽(yáng)光或風(fēng)，甚至可以在室內(nèi)使用，即使在如撒哈拉沙漠這樣濕度極低的地區(qū)也可以發(fā)電。

該團(tuán)隊(duì)研究人員進(jìn)一步表示，當(dāng)前一代“空氣發(fā)電機(jī)”利用濕度差來(lái)發(fā)電，所產(chǎn)生的電能雖然不大，但足以為小型電子設(shè)備供電。一旦這些創(chuàng)新投入實(shí)際應(yīng)用后，未來(lái)在世界各個(gè)角落部署微型電器將會(huì)十分便利。

該研究團(tuán)隊(duì)希望能盡快將新技術(shù)推向商業(yè)應(yīng)用，下一步計(jì)劃對(duì)該設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，讓其可為智能手表等可穿戴電子設(shè)備供電。而他們的最終目標(biāo)則是制造出能夠?yàn)榉课莨╇姷拇笮拖到y(tǒng)，如該項(xiàng)新技術(shù)可能會(huì)被應(yīng)用到墻壁油漆中，從而為家庭提供電力，或可以開(kāi)發(fā)獨(dú)立的空氣動(dòng)力發(fā)電機(jī)等。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《Nature》，論文標(biāo)題為“Power generation from ambient humidity using protein nanowires”。