美國威斯康星大學麥迪遜分校官網近日發布消息稱，該校材料系副教授王旭東帶領他的團隊開發出一種便宜簡單的方法，可將踩在地板上的腳步動力轉換成可用的電能，從而把地板變成一種更加“綠色”的產品。相關研究刊登在《納米能源》雜志上。
新方法使用了一種常見且經常被廢棄的材料——木漿。木漿主要含有木纖維組成的納米纖維，是地板中常見組分。這些納米纖維經過化學方法處理后，一旦與未經處理的納米纖維結合，就會產生電流。
新材料將行走動力轉為電能
“將經過化學處理的納米纖維層和未經化學處理的納米纖維層包壓在硬紙板內，兩層納米纖維因具有不同的電學性能，電子就會從其中一層流向另外一層，從而形成電流。包壓著兩層納米木漿纖維的硬紙板，可通過高壓技術整合到木地板中。”王旭東在接受記者采訪時表示，這種技術很容易整合到市面上任何一種木地板中。
當把兩層納米纖維集成到地板后，它們就能產生電能，點亮屋內的照明設施或用來給電池充電。木漿極其便宜，來源豐富，可回收及生物降解，結合新技術后的木地板將和普通地板一樣，人人都可負擔得起。以前也有利用行走來發電的材料報道，但那些材料往往用到陶瓷和金屬，成本相對較高。
王旭東表示，除了價格便宜外，他們通過實驗對納米木漿纖維收集能量的使用壽命和效率進行了研究。初步試驗證明，新材料能反復使用數百萬次。“我們還不能把這個次數轉化成衡量地板使用壽命的年數，但經過適當設計修改，新材料一定能超過地板使用年限。”
試驗還證明，在含有這種新材料的地板上每走一步產生的電量，可同時點亮35個LED燈泡。
路邊能量收集技術受追捧
多年來，王旭東團隊一直在研究利用振動產生電能的技術，測試各種不同材料，優化被稱為“摩擦起電納米發電設備”的相關技術。衣服產生靜電就是一種摩擦起電，很多可穿戴電子設備就是利用這種摩擦起電現象來獲得電能。而木漿納米纖維再次擴展了利用現有機械能的來源范圍。
王旭東團隊的研究突破，是受到熱捧的綠色能源研究領域——路邊能量收集技術的最新成果。“路邊能量收集技術只需考慮存在足夠能量的地方即可收集使用，只要有人群活動的地方即可考慮收集。”王旭東說，“一種思路是研制可穿戴的設備，另一種思路就是收集人口密集穿梭地方能量的設備，比如，我們這次研發的地板技術。”體育館、購物中心等人流較多地方，以及擁擠過道等處，安裝集成這種捕獲能量新技術的地板，可以產生相當大的電能。收集能量的納米纖維功能單位厚度不到一毫米，因此可以多植入幾層這樣的功能單位，提高發電量，且植入后地板并不會明顯增厚。
未來或是太陽能的有力補充
路邊能量收集技術在某些方面比太陽能更具競爭優勢，它不需依賴天氣狀況，因此許多研究人員認為，將在發展替代化石燃料的可再生能源領域占據重要位置。
但澳大利亞新南威爾士大學研究人員阿里斯泰爾·斯普勞爾認為，跟現有發電地板一樣，新材料與其他綠色能源相比沒有優勢可言。“如果你想讓綠色能源能獲得社會效益，應該去找太陽能或風能。新材料雖然在想法上很有創新，但可能沒有實際意義。”
王旭東對此反駁道，新材料是對太陽能的有力補充。“我們的理念是，把生活中浪費掉的能量轉化成可以使用的電能，它具有太陽能不能比的優勢，如能用于太陽光照射不到的地下，或陽光不夠充足的建筑內。”
王旭東已經向所在大學申請，將新材料發電原型設置在校園，用于對學生進行宣傳教育。他們還將繼續對各種性能進行優化研究。
原文鏈接：http://news.wisc.edu/move-over-solar-the-next-big-renewable-energy-source-could-be-at-our-feet/
