科學(xué)家新發(fā)現(xiàn):碳納米管產(chǎn)生大電流(新型發(fā)電方式)

麻省理工學(xué)院科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種新發(fā)電方式，利用碳納米管產(chǎn)生出大電流，可為超小型設(shè)備提供電能，而且納米管產(chǎn)生的電能是同等重量鋰離子電池電能的100倍。參與研究的科學(xué)家邁克爾·斯特拉諾（MichaelStrano）稱這項(xiàng)研究翻開了能量研究領(lǐng)域的全新一頁。麻省理工學(xué)院科學(xué)家介紹了實(shí)驗(yàn)過程：他們首先制備直徑僅幾十億分之一米的碳納米管，然后在碳納米管表面涂覆一層燃料，利用激光束或者高壓火花點(diǎn)燃納米管一端的燃料，隨即，沿著納米管長度方向?qū)a(chǎn)生快速移動(dòng)的熱波，就如同導(dǎo)火索點(diǎn)燃后，火焰沿著導(dǎo)火索快速移動(dòng)的情景。

燃料燃燒產(chǎn)生的熱量以非常快的速度傳入碳納米管，熱量在納米管中的傳播速度比在燃料自身中的傳播速度快數(shù)千倍。隨著碳納米管的熱量反饋回燃料，沿著碳納米管長度形成了一個(gè)熱波。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)溫度為3000開爾文時(shí)，沿著碳納米管傳播的熱環(huán)的速度非常快，是燃料化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生熱量速度的10000倍。

事實(shí)證明，燃燒產(chǎn)生的熱量同時(shí)也推動(dòng)電子沿著碳納米管移動(dòng)，從而產(chǎn)生很大的電流。斯特拉諾稱，實(shí)驗(yàn)首次預(yù)測了燃燒產(chǎn)生的熱波能夠被碳納米管引導(dǎo)，并且熱波可以推動(dòng)電子沿著納米管前進(jìn)。現(xiàn)在，實(shí)驗(yàn)所用的這套系統(tǒng)已經(jīng)能夠提供電能。從重量方面比較，納米管產(chǎn)生的電能是同等重量鋰離子電池電能的100倍。斯特拉諾稱，這套系統(tǒng)產(chǎn)生的電能比通過常規(guī)熱電計(jì)算所估算的結(jié)果大很多。

研究人員分析了碳納米管產(chǎn)生電能的原因。斯特拉諾說，碳納米管產(chǎn)生的電能可以用稱為電子拖帶（electronentrainment）的機(jī)制來解釋，即熱波成為了電荷的載體，就猶如洋波收集和傳播海洋表面的碎片那樣，這一重要的特性可讓系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的能量。

斯特拉諾說，現(xiàn)在還不能完全估計(jì)這套系統(tǒng)在未來的用途，其可運(yùn)用在超小型電子設(shè)備上為其提供能量，同時(shí)，它也可能用于環(huán)境傳感器設(shè)備中。從理論上來說，這套系統(tǒng)在未使用前能無限期的保持能量，而普通電池電量在使用前就已經(jīng)將逐漸衰減。斯特拉諾認(rèn)為將納米管進(jìn)行排列后，可用來為大型設(shè)備提供足夠的能量。

研究者打算采用不同種類的涂覆材料來進(jìn)行試驗(yàn)，讓這套系統(tǒng)產(chǎn)生交流電，可開辟出更多的用途。同時(shí)，現(xiàn)在的系統(tǒng)電能效率較低，許多能量都化作熱散失掉，研究小組計(jì)劃通過采取一定的措施來提高其熱電轉(zhuǎn)換效率。