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科學家發明不用任何化學品的水力發電電池

當今世界,各個國家都在不斷追求綠色和衛生的能源技術,最終的目的都是希望利用有限的自然資源發電。現在,可再生能源發電已經達到與傳統發電同等的水平,但是可攜帶性的清潔能源一直是一個挑戰。

目前,人們使用最多的便攜能源就是傳統的電池,它們使用鋰離子和鉛酸等有毒元素,污染環境的同時,還有爆炸的嚴重風險,並且價格昂貴。

最近,德里國家物理實驗室的科學家們發現了一種在室溫下不用任何電力或化學物質就能從水中發電的新方法。他們發明了一種叫做水力發電電池的裝置,只需幾滴水就能發電。該設備能夠在低於1V的電壓下產生大約四分之一安培的電流,足以為小型塑料風扇供電。

拉維德爾·庫馬爾·科特納拉博士和他的合作夥伴約蒂·沙阿博士領導的團隊使用無孔鐵酸鎂自發地將水分子分裂成水合氫離子(H3O)和氫氧離子(羥基),銀和鋅被用作電極來製造產生電能的電池。

一個直徑為2英寸的鐵酸鎂電池能提供82毫安的電流和0.9 V的電壓。當四個相同尺寸的電池串聯時,產生的電壓可以增加到3.7 V,足以為1 W的發光二極體燈泡供電。一組電池一次可以為燈泡連續供電大約一周,之後陽極端子氫氧化鋅開始被截留在鐵酸鎂的孔中,從而其活性降低。最重要的是,這一切都發生在室溫的條件下。

因為鎂對氫氧化物有很高的親和力,所以它會自發地將水分裂或解離成水合氫離子和氫氧根離子。水合氫離子被截留在鐵酸鎂的納米孔中,併產生電場,電場又有助於水進一步分解。

水力發電電池與現有的其他電池有著多種優勢。這些電池使用隨處可以獲取的水作為燃料,代替那些威脅消費者安全和對環境有污染的有毒化學物質。另外,一旦實現大規模生產,水力發電電池預計會十分便宜,甚至低於太陽能電池板的成本。

電池在使用過程中,會釋放氫氣和氫氧化鋅,這兩種物質都不會像石化燃料那樣污染環境,所以水力發電電池對環境不會造成負擔,它也是世界上第一個無酸無鹼的電池。

與電化學電池相比,水力發電電池有許多優點。例如,它們是攜帶型的。另外,在其他電池中,陽極和陰極在一段時間後會被腐蝕。但是在水力發電電池中,鋅可以被回收和重複利用,銀則可以被提取出來。

研究人員介紹,隨著其設計和效率的提高,水力發電電池已經能夠產生150毫安的電流和0.9伏的電壓,幾乎是其設計初期的兩倍。科特納拉博士的研究已經發表在《物理化學雜誌》上,有興趣的讀者可以前去拜讀。

前幾天,河南南陽媒體報道「車輛加水即可行駛,水氫發動機正式下線」的新聞,南陽市市委書記甚至點贊表示支持,消息一出引發大眾一片嘩然。如果要問水氫發動機和水利發電電池誰更靠譜,我認為是後者,你覺得呢?

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