中国科学院外籍院士、中国科学院北京纳米能源与系统研究所创始所长王中林,在11月15日举办的第八届财新峰会上描绘了一个“蓝色能源之梦”,即通过摩擦纳米发电机技术将微小的动作转化为电能,人类有望在未来开发利用蓝色大海,将海洋动能转化成电能应用到我们的生活中。
王中林介绍,传统的发电技术依靠高频率转动进行发电,而摩擦纳米发电机能够采集低频信号,把它转化成电能,输出较高的电压。 这项技术最具想象力的应用可能是在海洋。海洋占地球面积约71%,海洋波动能不分昼夜、不分天气、不挤占陆地面积,是一种环保且可持续的能源来源,但海洋能因海水震动频率低、海洋环境恶劣,一直难以获得利用。王中林表示,他的研究团队正在研制球型的摩擦发电机,“和网球差不多大”,通过将数个小球连成网格结构,组成一张大网平铺在海面,网格和小球会随着海水的波动而运动,将海洋的动能转化为电能。
“我们做了一个理论上的测算,每一个小球可以达到2毫瓦的电。以一个山东省大小的海域为例,16万平方公里的海洋面积、10米深的海水,发电能力将是16太瓦(160亿千瓦)。”王中林说,山东省这一面积占全世界海洋面积仅约为万分之四,海洋能有巨大的潜力。
王中林介绍,除了大规模利用海洋能源,纳米发电机技术也可以应用到小巧的传感装置中,开发成自动传感器。他举例,如果将这一技术用于智能键盘,键盘可以识别人们的打字力度、频率等习惯,而打字习惯也是身份识别的重要信息,识别准确度能够达到99%。此外可以将传感器放置在眼睛框架上,人们眨眼间细微的皮肤震动能够触发传感器,发出信号控制其他设备。此外,还有望运用于血压检测、桥梁等基础设施检测等方面。
他表示,到2021年,移动式、分布式发电将达1000亿美元的市值,目前是市场大发展的时代,微纳能源有巨大的需求。