內燃機因其較低的能量轉換效率備受詬病，科學家們一直試圖改善這種狀況。日前，中美科學家聯合開發出一種能從汽車車輪與地面的摩擦中收獲能量的納米發電機，有望將此前白白浪費掉的能源回收。據稱，該裝置能將車輛的燃油效率提高至少10%。相關論文發表在近日出版的《納米能量》雜志上。

研究人員將納米發電機置于玩具車的車輪上

美國威斯康星大學麥迪遜分校材料和工程學副教授王旭東(音譯)和他的博士生毛巖超(音譯)在這個設備上已經進行了為期一年的研究。他們認為，這是一種全新的能源再利用方法，納米發電機最終將為汽車制造商提供一種創新的方法，讓車輛獲得更好的能源使用效率。

摩擦電效應是指兩個不同對象由于接觸和摩擦所產生的帶電現象。納米發電機就依靠這種摩擦電效應，從路面和車輛車輪之間電位差的變化來獲得電能。王旭東說：“納米發電機提供了一個很好的方式，來采集那些通常白白浪費掉了的能量。輪胎與地面之間的摩擦大約消耗了車輛燃油的10%。這些能量幾乎是被浪費掉了。因此，如果我們可以將其再次轉化為電能，將能大幅提高車輛的燃油效率。”

據了解，這種納米發電機依靠集成到車輪上的分段電極來發電。當這部分輪胎表面與路面接觸時，兩個表面的摩擦會因摩擦電效應產生電荷。在最初的實驗中，王旭東和他的同事使用玩具車和發光二極管LED來證明這個概念。它們將電極附著到玩具車的車輪上，當玩具車在地上行進的時候，就能點亮LED燈。實驗顯示，摩擦引起的電子運動產生的電能足以驅動LED燈，這些能量完全可以被收集和再利用。

研究人員還確定，這種摩擦發電的效率與汽車的重量和速度有密切的關系。根據車輛和其行駛狀態的不同，發電量會有相應的變化，不過總體上估計，這種裝置大約能將車輛的燃油效率提高至少10%。

王旭東說：“這類能量有著巨大的潛能，我們認為，對這些能量的充分利用意義深遠。”