“奧秘精靈,我最近看新聞?wù)f有錢人都打算移民去火星了,是真的嗎?”小好問好奇地問。
小靈通有些不解地問:“是因?yàn)榈厍蛭廴咎珖?yán)重不適宜居住嗎?為什么都要搶著去火星呢?”
“想要成為火星居民的人大部分是出于好奇的心理,想要體驗(yàn)不一樣的生活。不過地球環(huán)境惡化也是一個(gè)重要的因素?!眾W秘精靈解釋說。
“那咱們應(yīng)該想辦法改善地球的生態(tài)環(huán)境,減少污染啊?!?/p>
“確實(shí)有不少科學(xué)家正在努力改變我們的生活現(xiàn)狀,特別是針對(duì)會(huì)造成污染、且消耗巨大的能源問題。今天我就帶你們?nèi)ヒ娮R(shí)幾種環(huán)保能源吧!”
依靠重力照明
奧秘精靈提著一盞燈從實(shí)驗(yàn)室里走出來:“其實(shí)有很多環(huán)保干凈的能源在我們的生活中隨處可見。比如下面我們要了解的這種。你們看我手中的這款燈,它被稱為重力燈。你們知道它的原理是什么嗎?”
小好問:“重力燈?那肯定是跟重力有關(guān)系咯。”
小粗心:“我覺得是使用者用手拿著燈將其抬起放下、抬起放下多次,靠克服其自身重力獲得的能量來照明?!?/p>
小靈通:“小粗心的說法不太靠譜。估計(jì)科學(xué)家是想將重力牽引下產(chǎn)生的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能。”
【關(guān)主釋答】
沒錯(cuò),小靈通和科學(xué)家的想法是一致的。這款重力燈下端配有一根繩子,使用者只要把懸掛在繩子末端的重物提至燈的頂端,重力燈就能夠把重物在重力作用下向下滑落的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能,并實(shí)現(xiàn)持續(xù)30分鐘的照明。這和手搖式發(fā)電裝置的原理一樣,只不過重力燈的運(yùn)動(dòng)方向是垂直的。
在整個(gè)過程中,首先由人將重物舉高,將人具有的生物能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能;接著通過重力,將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能,點(diǎn)亮燈泡。因?yàn)樯锬艿母咝А⑶鍧?,這種重力燈自然十分環(huán)保。它的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)提供照明。
目前,發(fā)展中國(guó)家的一些貧困地區(qū)仍在使用煤油燈照明。鑒于這種情況,尋找一種清潔、成本低廉又便于使用的照明技術(shù)就顯得非常重要。這款重力燈不僅能使這些地區(qū)的人們生活得更加安全健康,也減少了煤油燈造成的污染。
邊奔跑邊充電
奧秘精靈提出假設(shè)說:“假如你是一名設(shè)計(jì)師,要為一座全新的球場(chǎng)設(shè)計(jì)照明系統(tǒng),并且要求照明所需的能源是環(huán)保的,你們會(huì)選擇哪種方式呢?”
小靈通:“我會(huì)在球場(chǎng)上方裝上很多太陽能電板。”
小粗心思索了一會(huì)兒:“首先我會(huì)在球場(chǎng)周圍建一些風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。在自然光線充足的情況下不選用人工照明,光線不夠時(shí)就利用風(fēng)能作為補(bǔ)充能源。”
小好問最后說:“我有個(gè)大膽的想法,就是收集閃電的能量并儲(chǔ)存起來用于球場(chǎng)照明。怎么樣,這個(gè)想法很牛吧?”
【關(guān)主釋答】
很好,這一次大家想到的都是我們生活中常見的一些環(huán)保能源。不過小好問的想法勝在創(chuàng)意十足。
其實(shí)這個(gè)問題在現(xiàn)實(shí)生活中已經(jīng)得到了解決。巴西里約熱內(nèi)盧的米內(nèi)拉山貧民窟里,建造了首個(gè)用球員跑步動(dòng)能解決燈光照明的球場(chǎng)。足球比賽中球員會(huì)進(jìn)行長(zhǎng)距離的奔跑,全部球員在足球場(chǎng)上奔跑產(chǎn)生的能量相當(dāng)可觀,米內(nèi)拉山貧民窟的這塊球場(chǎng)就是將球員們的奔跑動(dòng)能轉(zhuǎn)化為照明用的電能。
這個(gè)球場(chǎng)的下面鋪有很多塊特殊的地磚,只要腳踏上去就可以發(fā)電。這種地磚的發(fā)明人介紹說,一場(chǎng)比賽下來所產(chǎn)生的電力足夠供場(chǎng)邊燈光持續(xù)照明5小時(shí),多余的電力還可以儲(chǔ)存起來。
這個(gè)新球場(chǎng)是科技和體育的完美結(jié)合,這項(xiàng)發(fā)明對(duì)熱愛足球的巴西人民來說既環(huán)保節(jié)能,又唾手可得。這里已經(jīng)成為了附近居民聚會(huì)的好地方,因?yàn)榍騿T們踢球時(shí)產(chǎn)生的電能讓人們有了很明亮的燈光。這種環(huán)保便利的能源受到了人們的廣泛歡迎,一些城市的廣場(chǎng)和購物中心已經(jīng)開始鋪設(shè)這種新型地磚了。
用鹽水當(dāng)燃料
“作為目前最常見的一種交通工具,汽車一直在人們的生活中扮演著重要的角色。而為汽車提供環(huán)保、高效能源也一直是科學(xué)家們關(guān)注的問題。很多汽車品牌也熱衷于推出使用替代能源的新型汽車。提起新動(dòng)力汽車,你們會(huì)想到什么?”
小靈通搶先說:“特拉斯,現(xiàn)在熱門的電動(dòng)汽車。還有混合動(dòng)力能源汽車、空氣動(dòng)力汽車等?!?/p>
“看來你們對(duì)汽車還是挺關(guān)注的,一下子就能說出這么多種新能源汽車。不過這些都已經(jīng)不新鮮了,最近科學(xué)家研究出了用鹽水作為汽車燃料的方法。你們知道科學(xué)家是如何實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)的嗎?”
小粗心想了想說:“這么厲害的發(fā)明我可猜不到它的原理。”
小好問:“我聽說過鹽水發(fā)電實(shí)驗(yàn),原理是利用相關(guān)技術(shù)分離了鹽水中的離子并產(chǎn)生電勢(shì)差。”
小靈通說:“是的,之前我國(guó)科學(xué)家也發(fā)明了水溶液電池。原理應(yīng)該是類似的。”
【關(guān)主釋答】
小靈通和小好問分析得沒錯(cuò)。簡(jiǎn)單來說,鹽水汽車的原理和普通電池的原理差不多。鹽水的主要成分是氯化鈉(NaCl)的電解液,里面含有大量的Na+和Cl-離子。在正常情況下,這兩種離子應(yīng)該是可以在溶液里面自由移動(dòng)的,但是我們?nèi)绻邴}水電池里設(shè)置了某種過濾裝置,使得其中的一種離子更容易透過這個(gè)濾網(wǎng)跑到另外一邊去; 或者在盛放鹽水的容器兩邊放置不一樣的金屬板,使得Na+離子更容易積聚在一端,而Cl-離子更容易積聚在另外一端。這樣在濾網(wǎng)的兩邊,或者說在鹽水容器的兩端,會(huì)因?yàn)檎?fù)離子不平衡而出現(xiàn)電勢(shì)差,這就相當(dāng)于接了一節(jié)電池。當(dāng)電池被驅(qū)動(dòng),汽車內(nèi)部的直流電機(jī)旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)輪子跑起來。
而鹽水跑車使用的是一種名為電解質(zhì)流動(dòng)電池的動(dòng)力系統(tǒng),可為四臺(tái)電力發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。電解質(zhì)流動(dòng)電池動(dòng)力系統(tǒng)是通過鹽水在兩個(gè)200升的水箱間不斷穿過濾膜游走所產(chǎn)生的電勢(shì)差來提供能量的,電力被儲(chǔ)存和分配給超級(jí)電容器。其最大功率為920馬力,最高時(shí)速350千米每小時(shí)。同時(shí),加速到100千米每小時(shí)僅需2.8秒,可續(xù)航600千米。
怎么樣,聽上去很炫酷吧? 這款汽車目前已經(jīng)獲得批準(zhǔn)預(yù)備大批量生產(chǎn)了。在不久的將來,我們或許就能在街頭巷尾看到它的身影。