大气中的水蒸气可能是主要的可再生能源

寻找可再生能源，包括风能、太阳能、水力发电大坝、地热和生物质能，已经引起了科学家和决策者的关注，因为它们在对抗气候变化方面具有巨大的潜力。特拉维夫大学一项新的研究发现，大气中的水蒸气可能在未来成为一种潜在的可再生能源。

这项研究由TAU环境与地球科学波特学院的Colin Price教授、Hadas Saaroni教授和博士生Judi Lax领导，他们发现电在水分子与金属表面的相互作用中得以实现。该研究发表在2020年5月6日的《科学报告》上。

“我们试图利用一种自然发生的现象:水发电，”普赖斯教授解释说。雷暴中的电是由水蒸气、水滴和冰的不同阶段的水产生的。二十分钟的云发展是我们如何从水滴变成巨大的放电——闪电——大约半英里长。”

研究人员试图在早期发现的基础上制造一种仅利用空气湿度的微型低压电池。例如，在19世纪，英国物理学家迈克尔·法拉第(Michael Faraday)发现水滴可以通过两者之间的摩擦使金属表面带电。最近的一项研究表明，某些金属暴露在潮湿环境中会自发地产生电荷。

科学家们进行了一项实验室实验，以确定两种不同金属接触高相对湿度时的电压，而其中一种金属接地时的电压。“我们发现，当空气干燥时，它们之间没有电压，”普赖斯教授解释说。但当相对湿度上升到60%以上时，两个隔离的金属表面之间就会产生电压。当我们把湿度降低到60%以下时，电压就消失了。当我们在室外的自然条件下进行实验时，我们看到了同样的结果。

“水是一种非常特殊的分子。在分子碰撞过程中，它可以将电荷从一个分子转移到另一个分子。通过摩擦，它可以产生一种静电。“我们试图在实验室中重现电流，发现不同的隔离金属表面会从大气中的水蒸气中积累不同数量的电荷，但只有在空气相对湿度高于60%的情况下才会如此。在以色列，夏天几乎每天都会发生这种情况，在大多数热带国家也是如此。”

根据普赖斯教授的说法，这项研究挑战了有关湿度及其作为能源的潜力的既定观念。“人们知道干燥的空气会产生静电，当你触摸金属门把手时，有时会受到‘电击’。水通常被认为是电的良导体，而不是能在表面积聚电荷的东西。然而，一旦相对湿度超过一定的阈值，情况似乎就不一样了。

然而，研究人员表明，潮湿的空气可能是使表面电压达到1伏特左右的一个来源。普莱斯教授补充说:“如果AA电池的功率是1.5V，那么未来可能会有实际应用:开发出可以从空气中的水蒸气中充电的电池。”

普莱斯教授总结说:“在发展中国家，作为一种可再生能源，研究结果可能尤其重要。在这些国家，许多社区仍然没有电力，但湿度一直保持在60%左右。”