水分蒸發具有超強潛力的新型可再生能源

發表在《自然通訊》9月期刊上的一篇論文表明，天然水分蒸發將成為一種新的可再生能源的來源。該論文來自哥倫比亞大學的一個研究小組，其成員對此課題進行了首次評估並發現，美國的湖泊和水庫在蒸發過程中，能夠產生高達325千兆瓦的電力，接近美國當前產出的總電力的70%。

論文的主要作者、哥倫比亞大學生物物理學家薩辛（Ozgur Sahin）說：「我們擁有利用風能、水能和太陽能的技術，可水分蒸發作為一種能源也同樣強大，我們現在可以用數字來說明它的潛力。」

蒸發是大自然在陸地和大氣之間進行水循環的方式。薩辛以前已經開展過這方面的研究。他在實驗室中製作了一台被稱作「蒸發引擎」的機器，能夠通過一個可以打開或閉合的部件來控制濕度，從而引起細菌孢子膨脹或收縮。將孢子附在柔性彈性橡膠片上並連接發電機，發電機即可捕獲膨脹收縮的機械能並轉換成電能。而當前的研究目的是測試這一過程從理論上來說能夠產生多少電力。

儘管只局限在實驗室內，但從原則上講，來自水分蒸發的電力可以不分晝夜按需供給，克服了太陽能發電和風力發電存在的間歇性問題。因為後兩者都要受到自然條件的限制，並需要備用電池加以輔助。蒸發發電技術還可以節約水資源，研究者們估計，從湖泊和水庫自然蒸發至大氣中的水分，在發電過程中有一半可以節省下來。其研究顯示，利用蒸發發電的同時一年可以獲得25兆加侖的蒸發水，佔美國總耗水量的五分之一。

科研人員表示，在某種程度上，溫暖乾燥地區的水分蒸發會產生更多的能量，因此人口增長快且陽光充足的州能夠更好地利用蒸發來發電並減少水資源浪費。乾燥少雨的加州、內華達州和亞利桑那州將受益最多。

在對水蒸發能源的潛力進行測試的過程中，科研人員將計算範圍限制在易於獲取氣象數據的美國，並排除了農田、河流、大湖區和海岸線，以盡量減少相關誤差，同時，測試還假設利用水分蒸發發電的技術已完全成熟。

亞利桑那州立大學物理學家萊克納（Klaus Lackner）並未參加該項研究，但也表示了對其的支持。萊克納正在發明一種能夠從大氣中抽取二氧化碳的人工樹，也要利用蒸發能源。「水分蒸發有可能被利用來做很多事情，很高興看到人們能夠從乾濕的循環過程中獲取機械能，」他說。

目前相關研究人員正致力於提高孢子附著材料的能量產生效率，並希望最終能夠在湖泊、水庫、甚至溫室進行測試，以利用他們的技術在發電的同時避免水資源浪費。

來源：互聯網

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