薄层的廉价金属为生产电力提供了一种新的方式

一个研究小组西北大学加州理工学院(Caltech)已经成功地通过流动的水在低成本的氧化金属层上发电，比如铁。

这些薄膜提供了一种全新的发电方式，并有可能用于开发新型可持续发电。此外，该薄膜包括10到20纳米厚的导电金属纳米层，该金属纳米层与2纳米厚的氧化物层绝缘。

当海水和雨水的脉冲在纳米层上交替移动时，就产生了电流。由于盐度的变化，电子在氧化物层下面的金属中被拖着走。

它是纳米上的氧化物层，它真正使得该装置去。代替腐蚀，氧化物在右金属上的存在导致穿梭电子的机构．

Franz M. Geiger，Dow西北大学艺术与科学学院化学教授欧洲杯线上买球

这种薄膜是透明的，这一特性可以用于太阳能电池。科学家们计划利用其他离子液体，如血液，来检验这项技术。该领域的进展可能使其应用于各种植入式设备，包括支架。

”将金属纳米层扩大到大范围的容易和塑料涂层的容易使我们得到三维结构，在那里可以使用大量的液体”,盖格说。”例如，适合背包的可折叠设计也是一种可能性。鉴于电影是多么透明，思考将金属纳米纳米耦合到太阳能电池或涂覆与金属纳米组的建筑窗户外部以获得能量时，它很令人兴奋．”

最近在期刊中报道了“通过金属纳米纳米能源纳米能源转换”的研究，美国国家科学院院刊欧洲杯线上买球(PNAS)。

盖格是这项研究的通讯作者;实验是由他的西北大学团队完成的。该研究的合著者、加州理工学院的化学教授托马斯·米勒(Thomas Miller)领导了一个研究小组，该小组进行了原子模拟，以在原子水平上检查该装置的行为。

最新技术会产生类似于基于石墨烯的器件的电流和电压，报告的装置具有大约30％的效率 - 类似于分析的其他方法（石墨烯和碳纳米管）。然而，新方法涉及来自地球丰收的元素的一步制造过程，而不是多步制造一个。

这种简单性支持可伸缩性、低成本和快速实现。西北大学已经申请了一项临时专利。

在研究的各种金属中，研究小组发现钒、镍和铁的效果最好。对纯铁锈样品进行了控制实验，但未产生电流。

电力生产背后的机制相当复杂，其中涉及离子的吸附和解吸。然而，它基本上是这样的 - 盐水/雨水诱导电子中的离子在氧化物层下方的金属中。作为咸水/雨水流动，离子也流动。通过这种有吸引力的力，离子将电子与它们一起拉动，产生电流。

”各种能源和可持续发展应用有很有趣的前景，但实际价值是氧化物 - 金属电子转移的新机制，“盖格说．“潜在的机制似乎涉及各种氧化态。”

研究人员利用了一种被称为物理气相沉积(PVD)的过程，该过程将典型的固体材料转化为蒸汽，并在所需的表面冷凝。欧洲杯足球竞彩这种PVD过程有助于将这些材料沉积在厚度仅为10到20纳米的玻璃金属层上。欧洲杯足球竞彩随后，氧化层在空气中突然形成，并生长到2纳米厚度，然后停止生长。

”更厚的金属薄膜不会成功 - 这是一个纳米限制效果”,盖格说。”我们发现了甜蜜的地方．”

当测试设备时，它们产生了几十毫伏以及几个微安/ cm²．

从这个角度来看，每块10平方米的平板每小时能产生几千瓦的电量，这对一个标准的美国家庭来说足够了。当然，要求较低的应用，包括偏远地区的低功耗设备，在短期内更有前景．

Thomas Miller，研究合著者，加州理工学院化学与化学工程系教授

该研究的其他合著者是Mavis D. Boamah、Emilie H. Lozier、Paul E. Ohno、西北大学的Catherine E. Walker和加州理工学院的Jeongmin Kim。

该研究由美国国家科学基金会(授予号为CHE-1464916)、海军研究办公室(授欧洲杯线上买球予号为n00014-10-1 0884)和美国国防高级研究计划局(DARPA)通过陆军研究化学科学部(授予号为W911NF1910361)支持。

来源：https://www.northwestern.edu/