每天清晨在草叶上凝成露珠的水汽，也许有一天能让灯一直亮着。欧盟资助的CATCHER项目一直在研发一种技术，把空气中的水蒸气转化为电力，无论是否有阳光、有没有风，都能昼夜运行。其转换器已在严苛的实验室测试中运行了数千小时——读完之后，你还可以测一测自己是否适合投身未来能源。
太阳能电池板和风力涡轮机已成为清洁能源最常见的代表。但它们有同一个弱点：依赖天气。天空阴沉或风平浪静时，它们的发电量就会下降，电网不得不用其他电源填补缺口。因此，研究人员一直在寻找能够全天候运转的可再生资源。
其中一个出人意料的候选者就在我们身边。空气中总是含有一定的水蒸气，即使在感觉干燥的日子也是如此。湿度大多数时候看不见，却会在每天清晨以草上露珠的形式显现。一支欧洲研究团队提出了一个简单的问题：能否把这种水汽转化为稳定的电力供应？
这一构想是在CATCHER项目框架下研发的，该项目由欧盟通过欧洲创新理事会（EIC）资助。项目从2022年4月1日持续到2026年3月31日，资助协议编号为101046307。工作由葡萄牙的COFAC协调，这是卢索丰纳大学背后的合作机构，项目由该校副教授斯维特兰娜·柳布奇克（Svitlana Lyubchyk）领导，她担任项目协调人。
项目的全名一目了然：旨在打造一种创新的“湿度发电”可再生能源转换技术。据协调人介绍，出发点是一个更广泛的需求。“更广泛的需求，是为未来独立的湿度发电技术开辟一条可信的路径，并对太阳能和风能等传统技术形成补充。”
关键过程是吸附：周围空气中的水蒸气分子附着在转换器内部材料的表面。与这种大气水分吸附相关的能量随后被转化为电能。该项目还帮助阐明了转换器内部不同大小的孔隙如何在这一过程中协同工作，这对改进未来的装置很重要。
由于湿度在任何时刻都存在，这样的转换器无需阳光或风就能运行。这正是该技术的主要前景：一种在夜间以及无风的阴天也能持续工作的能源。
团队给出的数字令人瞩目，但需要谨慎解读。柳布奇克说：“我们的评估表明，与大气水分吸附相关的能量，相当于当前全球年度能源消耗量的约50倍。”
她随即补充了一个重要的限定。“这是一个理论上的资源上限，它使大气湿度跻身世界上最大的可再生资源之列，规模大致可与风能相当，并大于其他已被商业开发的可再生资源。”换言之，这个数字描述的是自然界中存在的上限，而不是当今装置所能提供的水平。文章还强调，尽管近来取得了进展，这项技术仍处于发展的早期阶段。
没有实验室证据，再大的理论数字也意义有限。项目期间，合作伙伴报告了几项具体成果：
长时间连续运行尤为重要，因为一种新能源必须证明自己能长期保持可靠，而不只是在一次简短的演示中表现良好。
团队并没有把湿度视为太阳能或风能的替代品，而是把它看作补充。目标是一种全天候、易于使用且可完全回收的能源方案，可以在差别很大的规模上运行，从大型发电厂到一户人家都适用。从长远看，这项技术将被整合进欧洲电网，让电厂和家庭在世界任何地方都能自行发电。
柳布奇克认为这项技术在市场上有明确的位置：“一种能够补充现有技术、应对重大能效挑战的颠覆性新产品，将增强欧洲可再生能源和分布式能源市场。这将有助于实现欧盟到2050年建成完全可再生能源体系的目标。”
CATCHER也是一个很好的例子，说明一种新能源是如何诞生的。它从一个想法和理论估算开始，接着去理解物理和材料，然后要经受数千小时的测试，之后才有人谈论产品。这样的项目汇集了能源工程、物理、材料化学和环境工程等领域的人才，因此这些专业的学生有朝一日也许会参与类似的挑战。这个故事还展示了欧洲创新理事会的作用，它支持那些力求从实验室走向市场的研究。
CATCHER表明，空气湿度可以被视为一种严肃的可再生资源。其转换器连续运行超过9 000小时而性能不减，团队也为把众多装置连接在一起打下了基础。理论潜力巨大，但技术仍然年轻，湿度发电要进入家庭和电网，还有大量工作要做。你可以在CORDIS上阅读原始报道。
来源：CORDIS，欧盟委员会。
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