受饮水鸟玩具启发的发电机利用蒸发水为电子设备供电

受经典饮水鸟玩具的启发，中国香港和广州的科学家开发了一种发动机，可以有效地将水蒸发的能量转化为电能，为小型电子设备提供动力。根据3月14日发表在《Device》杂志上的一项研究，该设备产生的能量输出超过100伏，远高于其他利用水发电的技术，并且仅使用100毫升水作为燃料即可运行数天。

该研究的第一作者、华南理工大学教授吴浩表示：“饮水鸟摩擦电动水力发电机提供了一种独特的方式，利用水作为现成的燃料来源，在环境条件下为小型电子设备供电。”“当看到实际结果时，我仍然感到惊讶和兴奋。”

喝水的鸟玩具，也被称为“dippyBird”，几十年来一直是科学教室的固定设施。该玩具由两个玻璃灯泡组成，玻璃灯泡通过玻璃管连接，玻璃管内储存有高挥发性液体二氯甲烷。

顶部灯泡包括鸟嘴和装饰性高顶帽子，上面覆盖着类似毛毡的材料，鸟的身体悬挂在两条塑料腿上。将鸟的头浸入一杯水中后，水开始蒸发。这会产生压力差，导致底部灯泡中的液体通过管上升，直到充满头部，从而导致鸟向前浸入水中“喝水”，然后该过程再次开始。

当吴在香港理工大学王钻凯教授团队做博士后时，正在苦苦思索如何从蒸发能量发生器产生更大的电压输出，她想起了那个喝水的小鸟玩具，并被它可以用作不仅仅是展示物理概念的工具。

“我开始思考是否可以先将蒸发能转化为机械能，然后再转化为电能。”吴说。“就在那时，我想到了利用饮水鸟玩具的想法。有了这个灵感，饮水鸟摩擦电动水力发电机的概念就诞生了。”

为了构建发电机，吴和同事在饮水鸟发动机的两侧放置了两个摩擦纳米发电机模块(用于收集机械能)，该发动机是由商业饮水鸟玩具改造而来。研究人员用各种小型电子设备测试了原型，用它为20个液晶显示器(LCD)、温度传感器和计算器供电。

吴说，克服使发电机减速的摩擦是这项研究中的一个主要挑战。研究人员将图案纤维作为摩擦纳米发电机模块中的电荷转移材料，这种策略有助于减少摩擦并使设备运行更平稳。

在下一阶段的研究中，该团队计划设计一种新的饮水鸟，而不是使用市售的玩具，目标是更有效地将水蒸发转化为电能。

该研究的通讯作者、香港理工大学讲座教授王钻凯表示：“此外，我们将探索该设备的各种应用机会，最终目标是提供一款可以在我们日常生活中使用的实用产品。”。

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