河北
（来源：中国航空报）
蒸发驱动发电有望成为一种利用自然大气环境热能的简便方法，但实际应用中却面临一个根本性的瓶颈：液体流动缓慢且方向不固定。这种缓慢且无方向性的流动会造成热能损耗，导致功率密度远低于预期。
在一项新的研究中，研究人员提出了一种垂直微棒发电机（VMG），以改变微尺度下流体的运动方式。垂直微棒发电机并非依赖随机流动，而是产生定向的拉普拉斯压力梯度——一种人为设计的压力差，能够引导流体沿选定方向快速流动。
这项技术的关键突破在于垂直微棒发电机如何实现无阻力损耗的传输。在拉普拉斯压力梯度的作用下，离子传输变得“准弹道式”，这意味着离子运动时的散射事件比传统扩散模式下的预期要少。这种转变有助于系统更高效地将蒸发能量转化为电能。
机器学习引导的设计流程有助于优化微棒的几何形状和运行条件，从而实现高性能所需的流体动力学和电动力学平衡。最终得到的发电机不仅性能更优，而且比以往的方法更易于控制。 报告显示，该垂直微棒发电机的功率转换效率高达21.5%。其功率密度也达到了14.3Wm-2，这显著提升了大气热能收集技术在满足低功率离网需求方面的竞争力。
耐用性是实际应用的关键因素。垂直微
棒发电机在环境条件下稳定运行30天以上，表明该装置不会随着时间的推移而快速衰减或丧失其流体导向优势。即使在30K的环境温度范围内，其性能也保持稳定，效率仍保持在20%以上。
为了展示其实际应用价值，研究人员将能够为商用电子设备（包括应急照明和36W吸顶灯）供电的垂直微棒发电机阵列集成到系统中。这些演示凸显了基于微棒的结构如何从实验室原型扩展到实用的能源系统。
这项工作提出了一种将低功率密度大气热能转化为可靠电能的有前景的途径，即结合压力梯度工程和准弹道离子输运。如果该方法能够顺利扩展，则有望催生一类新型可靠、低维护的电源。 （逸文）
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