国科大团队把一滴水变成了微型电站，把30℃的废热转换成了清洁电力。640吨的二氧化碳排放在那就是今天能减少的排放，而这仅仅是从01场开始。国科大纳米学院与多家单位携手合作，给出了答案。这些能量原本是看不见摸不着的低品位热能，被冷却塔白白浪费了。为了把这些能量利用起来，他们想到了一个巧妙的方法。低品位热能撑起了全球能源半边天，可仍有一半的热量以低于300℃的状态悄然散失。他们是怎么做到的呢？原来，他们利用了莱顿弗罗斯特效应。把一滴水加热到60℃，它就开始自驱动运动，并且可以连续输出脉冲直流信号。团队还设计了一种仿生集雾装置，灵感来自蜘蛛网捕露珠。这次实验只用了30微升的去离子水。这个装置能够把冷却塔排出的水蒸气冷凝、收集、再液化成水，给发电循环提供了源源不断的动力。焦耳这就把水滴玩成了微型电站，他们的研究成果发表在最新一期的国际顶刊《Joule》上。这一套系统不仅体积小、成本低，而且还能贴合锅炉尾端、冷却塔外壁或者任何≥60℃的工业表面。研究团队还计划探索“液滴互联网”的概念。未来，他们希望能让无数微型发电机自组织联网，实时调配余热资源。 只要在200 MW机组尾部安装10㎡的集雾-发电模块，一年就能增加80万千瓦时的清洁电量。这个实验就成功地把低品位热能变成了可利用的电流。如果你还不知道莱顿弗罗斯特效应是什么，它其实是当液滴落在远高于沸点的固体表面时产生的一种现象。当液滴落在远高于沸点的固体表面时，就会瞬间包裹一层蒸汽膜。传统观点认为这个蒸汽膜就像一层隔热墙，隔断了热量与电信号之间的联系。 这个时候就形成了亚稳态莱顿弗罗斯特效应。 这时候团队就想到了动态调控“固-液-气”三相界面的方法。 通过这种方法让液滴在受热后自行“滑行”，并且在滑行中完成热电转换与离子传输。 这样一来就成功绕过了界面电阻的问题。 实验结果显示峰值电压达到了1.552 V、峰值电流密度为21.8 A/m²。 所以说一滴水就能“发电冲刺”。 这套系统能形成一个闭环回收系统。 最后大家就看到了80万千瓦时的清洁电量和640吨二氧化碳排放减少量。 从单点到网络是他们的下一步计划。 这个过程把蒸汽重新变成了水并且重新注入发电循环中去。 这样一来低品位热能就能形成一个闭环循环过程而不会造成能量损耗。 这就是国科大团队给我们带来的惊喜和希望。 他们的研究成果不仅改变了我们对热能利用的认知，也给未来的能源发展提供了新的思路。