研究人员发现从海水中直接转换电能的新方式

来自华东师范大学（ECNU）的科研团队近日找到了从海水中直接转换电能的新方式，让潜水机器人、深海探测器进入更多水下未知领域成为可能。在对深海的探测中需要面临诸多严峻的环境考验，对于水下探测、修复和监测设备提出了巨大的挑战，目前通常使用救生电缆和水面上的科研船进行连接，意味着活动范围受到较大的限制。

解决这些局限性的一种方法是从海水本身产生补充电力。世界上已经出现了诸多相关的技术方案，并处于不同的发展阶段，但华东师范大学（ECNU）的研究人员从一个略微不同的角度来解决这个问题。近期发表在学术期刊《Angewandte Chemie》上的一篇论文[PDF]中，华东师范大学物理和材料科学学院研究员胡鸣（Ming Hu）带领的科研团队受到海洋生物启发，利用不同材料作为电子受体在有氧和厌氧之间转换细胞呼吸的能力。

研究人员利用这个原理设计了一种新型发电机，可以高效，经济地满足潜水技术不同的电力需求。他们的系统不仅提供可靠的长期功率，而且还可以自动触发，以适应低功率任务（如灯光，温度监控和巡航）或简短的高功率任务（如加速）或机械夹具的操作）。

使用 Prussian Blue制成的阴极可以实现这种可切换的发电。普鲁士蓝具有氰化物离子作为“支柱”和铁离子作为“节点”的结构，其容易接受和释放电子，并且当与金属阳极结合时，可用于从周围海水发电。但除了价格之外，颜料还有其他好处。其独特的构成使其能够比通常用于电池电极的其他化合物更快速且可逆地储存能量。这使其具有令人难以置信的弹性，特别是在充电/放电循环时。