風(fēng)能屬于可再生能源，環(huán)保又潔凈。自古以來，人們就能利用風(fēng)力抽水、灌溉、磨面、舂米，在能源日漸告急的今天，除了傳統(tǒng)的帶葉風(fēng)車，科學(xué)家們也在不斷尋找和開發(fā)新型風(fēng)能發(fā)電機(jī)。那么人們都發(fā)明了些什么呢？
沒有葉片的“風(fēng)車”
說到風(fēng)能的利用，就不得不提及風(fēng)車，我們現(xiàn)在的風(fēng)車一般為白色，帶有三個(gè)大葉片，不斷地轉(zhuǎn)呀轉(zhuǎn)，給我們提供電力。
如果把風(fēng)車的葉片摘掉，也能發(fā)電，你信不信？
確實(shí)有像一根煙囪一樣沒有葉片的“風(fēng)車”，直挺挺地立在荒野之上，這種名不副實(shí)的“風(fēng)車”叫做Vortex風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
發(fā)電機(jī)的桅桿由玻璃纖維和碳素纖維組成，當(dāng)風(fēng)吹來時(shí)，桅桿便會(huì)開始隨風(fēng)振蕩，像一個(gè)不倒翁，并獲取風(fēng)的能量。這是一種在風(fēng)碰撞固體結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)發(fā)生的空氣動(dòng)力效應(yīng)。
無葉片新型風(fēng)車和傳統(tǒng)風(fēng)車一樣，比較大型，需要安裝在人煙稀少的地方。那么它有什么優(yōu)點(diǎn)呢？
在同樣的占地面積下，傳統(tǒng)風(fēng)車只能安裝兩個(gè)，而無葉片新型風(fēng)車卻可以安裝四個(gè)，這使能量收集量大大提高。而與傳統(tǒng)風(fēng)車相比，在產(chǎn)生相同能量的情況下，無葉片新型風(fēng)車的總成本要少40%，它不僅去除了葉片，柱子內(nèi)部還沒齒輪等部件，既減少了建造用的材料，也減少了維修成本。
最重要的是，這種新型風(fēng)車還“保護(hù)”了鳥類，無葉片設(shè)計(jì)使得它不會(huì)削死偶然飛至那里的鳥兒。這種風(fēng)車在一定頻率下振蕩，整體噪聲不會(huì)超過20赫茲，這個(gè)頻率對(duì)于人類來說已相當(dāng)于靜音狀態(tài)了，因?yàn)橐话闱闆r下，人類的聽覺是在20至2萬赫茲之間。
“草地”風(fēng)力發(fā)電機(jī)
炎熱的夏天，你家有沒有因?yàn)槭袇^(qū)供電量不足而停過電，使你一個(gè)下午都無法清涼靜心？你家屋頂上吹過的風(fēng)充滿了能量，如果能利用它，是不是不用擔(dān)心停電了呢？
一種新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以幫你實(shí)現(xiàn)這個(gè)愿望。它就像是一片地毯，覆蓋在屋頂?shù)谋砻妫靥荷厦?ldquo;種滿”一種立起來的有彈性的塑料條，一眼望過去，直立規(guī)整排列的塑料條就像是排排站的多米諾骨牌，也像是一片草地。起風(fēng)時(shí)，塑料條跟小草一樣會(huì)在風(fēng)中搖擺，在不斷搖擺的時(shí)候就能產(chǎn)生電力。
它的奧秘在于塑料軟條，塑料軟條類似于扁平的木板，主要有兩個(gè)側(cè)面，一側(cè)是納米線，另一側(cè)是一層氧化銦錫。當(dāng)塑料軟條在風(fēng)中搖擺時(shí)，納米線會(huì)拍擊相鄰塑料軟條的氧化銦錫表面。短暫的接觸可使電子跳躍，通過一種被稱為摩擦電效應(yīng)創(chuàng)造出電流。
屋頂上占地300平方米的“塑料草地”，預(yù)計(jì)能提供7.11千瓦的電力，這應(yīng)該足夠一個(gè)家庭日常生活使用了。與傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相比，這種發(fā)電機(jī)從自然風(fēng)吹動(dòng)的任何方向，都能有效地收獲能量。而這種電力收獲系統(tǒng)很簡(jiǎn)單，易于推廣普及。
但到目前為止，發(fā)電機(jī)只在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行過測(cè)試，測(cè)試中，研究人員在一個(gè)模型屋頂，用60根塑料軟條造出“塑料草地”。這產(chǎn)生的電力足夠點(diǎn)亮60個(gè)LED燈。
“塑料草地”發(fā)電機(jī)有很強(qiáng)的能力，既能從穩(wěn)定的風(fēng)中獲得能量，也能從狂暴的陣風(fēng)中獲取能量。因此，在風(fēng)速低至21千米/小時(shí)的時(shí)候（大約5級(jí)風(fēng)，小樹枝搖動(dòng)、水面有小波浪），“塑料草地”仍然能工作。而最有用的能量是在風(fēng)速將近100千米/小時(shí)時(shí)產(chǎn)生的，這個(gè)風(fēng)速已經(jīng)算是10級(jí)的風(fēng)暴了。
研究人員未來的難題，也是該系統(tǒng)至關(guān)重要的一點(diǎn)——能源存儲(chǔ)問題。就是如何使得“塑料草地”時(shí)刻產(chǎn)生的能量?jī)?chǔ)存起來，直到人們需要用這些能量的時(shí)候才釋放呢？
此外，由于塑料軟條的一側(cè)是銦錫氧化物，其力學(xué)性能較差、成本較高，又有毒性，有些人認(rèn)為它是不合適的材料。因此，研究人員也在尋找可以替代它的其他材料。
呼吸面罩來充電
既然風(fēng)能可以發(fā)電，那我們正常呼吸時(shí)，呼氣吸氣也會(huì)產(chǎn)生風(fēng)呀，能不能也用來發(fā)電呢？據(jù)說一個(gè)成年人每天呼吸2萬多次，體重為70千克的健康人在休息時(shí)每分鐘可以呼出0.25升二氧化碳，日常活動(dòng)每分鐘為1升。這些氣體與其“浪費(fèi)”掉，為何不好好利用，也用來發(fā)電呢？
巴西科學(xué)家就想到這一點(diǎn)，并發(fā)明一種靠呼吸來為手機(jī)充電的面罩——AIRE面罩。它能夠?qū)⑹褂谜咴诤粑^程中所產(chǎn)生的風(fēng)能收集起來，并且將其轉(zhuǎn)換成電能，從而為手機(jī)或者其他小型電器充電。
那這神奇的面罩如何工作呢？其實(shí)原理很簡(jiǎn)單，面罩的內(nèi)部安裝有一個(gè)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，呼吸時(shí)所呼出的氣體能夠促使發(fā)電機(jī)運(yùn)作，從而產(chǎn)生電能，這部分能量又通過電線傳送至電子設(shè)備，從而完成整個(gè)能量的收集與轉(zhuǎn)換過程。
無論是在室內(nèi)，還是室外，無論你是在運(yùn)動(dòng)、睡覺還是讀書，只要戴上這個(gè)面罩，它就能工作，收集利用我們?cè)谌粘；顒?dòng)當(dāng)中所產(chǎn)生的能量，為小型電器充電。
現(xiàn)在各種電子設(shè)備為人類提供了便利，但它們每天都需要消耗大量的電能，如果戴上這種呼吸面罩，那么不僅能節(jié)省你家里的電費(fèi)，還能保護(hù)環(huán)境。如果跑步時(shí)戴著這樣的面罩的話，呼出的風(fēng)又大又多，手機(jī)充電就更快了，這說不定還能鼓勵(lì)使用者多參加體育鍛煉。
