你相信嗎？一個山東省大小、1米深的海域，理論上能產生2太瓦（1太瓦等於10的12次方瓦）能源，相當於整個中國的能源消耗量。今天舉行的世界頂尖科學家論壇·未來能源發展論壇上，埃尼前沿能源獎得主、中國科學院外籍院士王中林提出了一個大膽構想——利用他發明的“摩擦奈米發電機”向海洋要“藍色能源”，助力實現我國的碳達峰、碳中和目標。
“海洋約佔地球表面積的71%，是巨大的能源寶庫，海洋能源總量達到76太瓦，理論上能滿足全人類的能源消耗。”主旨演講中，王中林提出的構想令人關注。為什麼這個能源寶庫遠遠沒有得到充分開發呢？他解釋說，雖然潮汐能、海上風能的開發利用已有多年曆史，但海洋中存在更多的是慢波和微風，其特點是低頻率、低振幅，傳統發電裝置難以利用這種低品質能源。
王中林院士在論壇上演講。
作為奈米科學家和能源技術專家，王中林帶領團隊發明了“摩擦奈米發電機”，這種裝置能將輕微的低品質能源“變廢為寶”，加以回收利用。這個發明源於基礎研究。2011年，他們在研究微納能源時，發現摩擦起電效應可以作為驅動力，將機械能轉為電能。“當時，我們利用的只是一個指頭運動的機械能，產生幾伏的電。而現在，微納能源已成為一個研究領域。”
這個“從0到1”的原始創新，讓人類可以在奈米尺度上把機械能轉化為電能。它的核心科學原理——摩擦發電效應，是電磁感應發電機誕生後機械能發電的新模式。
王中林展示的未來發電方案，是在1平方公里的海面上，每隔10釐米放置一臺球形“摩擦奈米發電機”，並將它們連成網格。這張巨網可以利用慢波、微風等“輕柔的力量”發電，理論上可持續發出近100萬瓦電，點亮10萬盞電燈。這個未來方案不僅發電量巨大，而且整個發電過程是零碳排放，即使小規模應用，也能助力我國實現碳達峰、碳中和目標。
網狀連線的可捕獲低頻海波能量的摩擦奈米發電機（虛擬結構圖），右上角是“摩擦奈米發電機”。來源：中國科學院北京奈米能源與系統研究所網站
這位科學家如今是中國科學院北京奈米能源與系統研究所所長，正帶領團隊向“藍色能源”之夢邁進。也許不久的將來，“摩擦奈米發電機”就會投入產業化應用，為人類能源的可持續發展提供一個重要解決方案。
欄目主編：黃海華 文字編輯：俞陶然
圖片攝影：孟雨涵
來源：作者：俞陶然
