中评社香港12月26日电／据文汇报报道，摩擦起电打波先来落雨，研新未必是水滴升千
上天不喜欢你；那些点滴落下的雨水，其实亦可燃起光芒，发电为你照亮前路。机转因应创新能源的化量探索，城市大学学者王钻开的摩擦起电研究团队，研发出新型的研新水滴式发电机（DEG），透过独特设计的水滴升千电极结构，以特殊材料作为“电荷银行”，发电并利用水滴作为“动态开关”形成导电通路，机转
成功将藉表面碰撞“摩擦起电效应”所转化的化量电力提高1，000倍，摩擦起电只需要一滴水，研新电量足以点亮100盏小LED灯！水滴升千有关技术突破大大拓展了水资源发电的可能性，为开发洁净能源迈出关键一步。 全球暖化问题严重，开发水能、太阳能、风能等洁净能源一直是科技界焦点。其中水作为生命之源，为了“榨取”当中每一滴所蕴含的能量，由城大机械工程学系教授王钻开与内地及美国科学家合作领导的研究团队，成功以突破性的设计，将水滴式发电机能量功率密度大大提升。有关论文早前获权威期刊《自然》选登，广受全球关注。 水滴式发电机的基础原理，与秋冬季毛衣或头发等摩擦所产生的静电类似。王钻开介绍指，当水和固体表面碰撞时，便会产生电荷，但由于摩擦仅仅发生在表面，不仅转化率低，而且能量也会随即释放，无法将电荷储存起来。 PTFE涂电极如“电荷银行”升电压 为提升每一滴水的发电能力，团队首先从材料入手，选择了聚四氟乙烯（PTFE）涂在电极上。王钻开解释，PTFE类似于易洁镬上的特氟龙涂层，由于该材料属于“驻极体（Electret）”，本身已稳定大量储存电荷而不会丢失，“就像一个有大量存款的‘电荷银行’”，令电压提升。 同一时间，团队亦参考获得诺贝尔物理学奖的“场效应晶体管”技术，研发出类似“三极管”的独特设计结构，将传统水滴摩擦发电的转换率提高1，000倍至5%。王钻开介绍指，团队在玻璃表面为加上涂了PTFE的铟锡氧化物（ITO）电极，作为“源极”；以及铝电极作为“漏极”；至于水滴则扮演“栅极”角色，当它从高处落下并铺展在玻璃面时，便会将“源极”及“漏极”连接，继而成为一个导电通路，电荷即可向“漏极”释放，“就像把‘电荷银行’的‘钱’提取出来”，从而产生电流。 由于PTFE有疏水的特性，“在释放过程中，电荷是从‘源极’往‘漏极’转移；当水快脱离表面的时候，‘漏极’的电荷密度很大，就会形成一个‘梯度’（gradient），电荷全数流到源极”。王钻开形容这是一个“可逆”的过程，电荷不会因为多次释放而损失，反而会不断回到源头，“我们发的电不是来自于水滴，水滴只是呈一个开关的作用，就有如一个动态的开关”。 水滴看似平平无奇，但在此创新装置中，一滴100微升的水滴从15厘米的高度落下，即可产生140伏特电压，足以点亮100盏的小LED灯；其每平方米可产生的最高功率亦达到50.1瓦，较以往增加数千倍。 转换率仍仅5% 盼寻更佳材料 不过王钻开直言，距离落实雨水发电，未来仍有庞大改进空间，“哪怕我们比过去最好的摩擦发电机功率提升了1，000倍，但转换率依然只有5%，若要实际应用，转换率还是需要提升到20%到30%。”团队希望能先寻找更佳材料，将“电荷银行”容量进一步提升，“若PTFE能够储存1，000个电荷，那我们找到能储存5，000个的，效能约莫提高5倍。”他笑言，“其次我们会寻找新的电极设计，别小看‘源极’上面的L形‘小金尖’，加了它以后，功率就提升了数以千倍！”
