发电地板可行么?

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这个设想大概需要两方面的突破,才能走向成熟并实现商业化。

一、热源技术上的突破。现在使用最广泛的热源是化石燃料(煤炭、石油),这些能源的碳元素通过化学反应生成CO2排放到大气中,导致全球气候变暖。如果要替代现有的发电方式,就必须找到新的热源。太阳能、风能、水能、地热能等目前都只能作为辅助能源,难以承担主要责任;核能虽然是一种非常干净的新能源,但是存在核电站安全性差、核废料处理困难等问题,受到诸多限制;生物质能虽然可以大量提供廉价的碳排放,但利用效率低下,成本难以降低;就连地热发电也存在井深不易挖掘、消耗水量过大等问题,很难商业化推广…… 如果真的能找到一种清洁高效的新热源,这一技术将是颠覆性的,也将极大地促进这项“未来概念”的技术发展。

二、材料科学上的突破。 高温气冷堆使用的是陶瓷膜结构,如果这种薄膜材料的耐高温、抗腐蚀性能能够大大提高,成本大大降低,那就可以应用在更广泛的领域了。另外,现在的实验性发电地板厚度达几十厘米,如果想要小型化,降低成本,提高灵活性和可移动性,就需要在材料学上有重大突破。 不过要说明的是,发电地板要想投入市场,还需克服很多技术难题和克服各种不确定性因素,比如成本问题、可靠性问题等等。而且最后能否得到应用,还要取决于各方利益相关者——政府的政策导向、企业的商业判断以及消费者的消费模式等诸多因素。

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发电地板的原理其实并不复杂,利用的是中学物理知识中的压电效应。压电效应指的是一些电介质(通常是晶体或者陶瓷)在受到应力作用时,会在材料的表面产生电荷聚集的现象。不同的压电材料在受压时会产生不同极性和不同数量的电荷。

根据牛顿第三定律,有作用必有反作用,压电材料受到的压强在消失之后,压电材料本身就会恢复原来的形状和带电量。所以,压电材料具有可反复使用的特征,而其输出的电量可以通过整流和稳压装置转换成稳定的电流,为用电器提供能量。

人类探索压电材料的历史并不短,早在一百多年前,科学家就开始研究压电效应并且发现存在逆压电效应(通电后会发生形变),此后压电材料被应用于变压器和电压表中。近年来随着电子和微机电技术的发展,压电式加速度计、压电促动器、水声换能器等都开始在多个领域崭露头角,应用日益广泛。

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