人造「發電廠」，發電的能量來自風和雨

仿生植物正在邁向 21 世紀。研究人員開發了名副其實的「發電植物」」——微小的葉形發電機，能夠從吹拂的微風或落下的雨滴中產生電力，成果發表在《ACS可持續化學與工程》期刊。研究團隊將這些能量收集器整合到人工植物中進行了測試。

自然界中有幾種方式可以產生電能。例如，太陽能電池將來自太陽的光能轉換成電能，風力渦輪機將移動空氣的動能轉換成電能。然而，這些方法通常依賴於單一來源，因此只有在該來源可用時才有效。例如，太陽能電池在日落後無法工作，風平浪靜的一天也不會產生太多風能。

最近，多源能量收集器作為一種從單個設備中捕獲不同可再生能源的方法出現，最大限度地提高了潛在輸出。因此，Ravinder Dahiya 及其同事希望建造一種能從風和雨中產生電力的多源能量收集裝置。

▲ 這個「發電植物」由米色葉形發電機組成，可以從輕柔的微風和落雨中獲取能量。

該團隊構造了兩種不同類型的能量收集器：一種是用於捕獲風力的摩擦奈米發電機（TENG），以及一個用於收集落雨能量的液滴式發電機（DEG）。

摩擦奈米發電機用來捕獲風動能，由一層尼龍奈米纖維夾在聚四氟乙烯（俗稱鐵氟龍）和銅電極層之間組成。當層之間相互壓迫時，會產生靜電荷並將其轉換為電能。

而液滴式發電機用來收集落雨能量。由鐵氟龍製成，經過防水處理並覆蓋導電織物作為電極。當雨滴撞擊其中一個電極時，會產生電荷不平衡，進而產生電流。在最佳條件下，TENG 可產生252伏特的功率，DEG 可產生113伏特的功率，但僅持續短時間。

研究團隊將 DEG 安裝在 TENG 上方，並將葉形版本整合到人工植物中。當葉形發電機暴露於模擬自然風和雨的條件時，它們可以在短時間內點亮 10 個 LED 燈。研究人員表示，這種概念驗證的「發電廠」設備可以進一步發展成更大的系統或發電植物網路，以從自然資源中生產潔淨能源。