神奇的“浮標(biāo)”

　　如果你在美國佛羅里達(dá)的海岸看到漂浮著星星點(diǎn)點(diǎn)類似于浮標(biāo)形狀的圓柱體，別只漫不經(jīng)心地以為那是個晚上會發(fā)光的燈塔或者防鯊網(wǎng)。它們可能是未來世界上最廉價(jià)、最清潔的電能的提供者。

　　位于美國加利福尼亞的研究機(jī)構(gòu)斯坦福國際研究所(SRI International)的研究者們，最近在佛羅里達(dá)的海岸測試了他們的杰作——波浪發(fā)電“浮標(biāo)”。到目前為止，這些SRI的波浪發(fā)電雛形能夠利用波浪的能量產(chǎn)生5瓦的電量，雖然這只夠得上一個小燈泡需要的電能，但專家認(rèn)為，在這個基礎(chǔ)上，對于“浮標(biāo)”在技術(shù)、材料和規(guī)模上再進(jìn)行改進(jìn)，這些“浮標(biāo)”在兩年之內(nèi)就可以投入商業(yè)使用。

　　這些神奇的“浮標(biāo)”之所以能夠巧妙地將水波的能量轉(zhuǎn)換成人類所需的電能，其關(guān)鍵技術(shù)就在于浮標(biāo)底盤下那塊伸縮自如的薄板，而研究者們將這塊至關(guān)重要的薄板戲稱為“人工肌肉”。以電活化聚合物橡膠制成的“人工肌肉”，兩側(cè)分別有一個電極，組成了一個發(fā)電“三明治”組合。在不受到外力影響的時(shí)候，“人工肌肉”會自動卷起，太陽能小電池為兩個電極之間提供電流。在外力的推動下，“人工肌肉”則會自動伸展開來，阻斷兩個電極之間原本的電流。而后，“人工肌肉”又自動卷起，兩個電極之間產(chǎn)生電壓，就能夠?yàn)槠渌妱釉O(shè)備提供電能。

　　SRI試驗(yàn)成功的“浮標(biāo)”裝置上的單層“人工肌肉”尺寸為58cm×20cm，當(dāng)水面產(chǎn)生高于6cm高的波浪時(shí)，每平方米的“人工肌肉”可產(chǎn)生3瓦左右的電能。由于“人工肌肉”的厚度只有100微米，所以如果層疊到幾十層時(shí)，就可以增大輸出功率。同時(shí)，在一個海面上放置一組規(guī)模上蔚為壯觀的發(fā)電“浮標(biāo)”組，其發(fā)電功力就頗為可觀了。

　　未來能源開發(fā)新方向

　　能源問題已成為制約人類社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題，而人類曾經(jīng)對能源毫無節(jié)制的開采濫用，已經(jīng)造成了無可挽回的損失。如何通過利用自然界的太陽能、風(fēng)能、水能、地?zé)岬龋娲鷤鹘y(tǒng)的石油和煤炭能源，已經(jīng)迫在眉睫。

　　其實(shí)，利用海浪發(fā)電早就有了先例。1985年和1986年，挪威在卑爾根市附近的島嶼上，分別建成了500千瓦多振蕩水柱波浪發(fā)電站和350千瓦收縮水道水庫式波浪發(fā)電站。但是，這些波浪發(fā)電站都有一定的條件限制，首先是浪要足夠大，水浪落差要足夠高，都必須在數(shù)米以上，同時(shí)它們又都是固定的發(fā)電設(shè)備，而海洋環(huán)境又相當(dāng)復(fù)雜，因此這些發(fā)電設(shè)備很容易受到損壞。比如挪威的兩個發(fā)電站，一個在工作一年以后被巨浪打壞了，另一個發(fā)電機(jī)的收縮水道被海浪所沖擊的巖石徹底堵塞，也早已經(jīng)被人們遺忘。

　　盡管受到了種種挫折，但是人類從來沒有放棄過開發(fā)水中能量的行動。SRI研究所在研發(fā)“人造肌肉”之前，已經(jīng)嘗試了其他利用能源的方法。他們曾經(jīng)制造過一種特殊的鞋子，能夠讓穿鞋者把自己在走路時(shí)所產(chǎn)生的動能轉(zhuǎn)換成電流，直接為用戶所攜帶的手機(jī)提供能量。但是，由于這些鞋子在發(fā)電時(shí)，會產(chǎn)生很高的電壓，以至于在使用時(shí)，可能會把手機(jī)直接“燒”糊了。在運(yùn)動鞋發(fā)電機(jī)的開發(fā)上并不順利，但是SRI卻將這一想法運(yùn)用到了“浮標(biāo)”發(fā)電機(jī)上，并且初戰(zhàn)告捷。根據(jù)研發(fā)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人的估計(jì)，兩年之內(nèi)，加上導(dǎo)航儀、通訊設(shè)備和傳感器，“浮標(biāo)”發(fā)電機(jī)就能夠投入商業(yè)應(yīng)用。而在五到十年以后，這些“浮標(biāo)”就能夠投入大規(guī)模的工業(yè)發(fā)電應(yīng)用。

　　“這個消息令人相當(dāng)振奮。”得克薩斯州州立大學(xué)的化學(xué)教授雷·巴赫曼說，“與那些矗立在風(fēng)口浪尖、難以控制的遠(yuǎn)程發(fā)電設(shè)備相比，這些‘浮標(biāo)’為人類的未來能源開發(fā)指明了新的方向。”