海德拉大樓 捕捉雷電獲取氫能源

用氫氣發(fā)電燃燒干凈，只排出水蒸氣和熱量，沒(méi)有有害廢氣，是一種令人向往的清潔能源。然而，由于需要大量的能量才能生產(chǎn)氫燃料，因此使得這種清潔能源難以推廣?，F(xiàn)在，極富創(chuàng)意的美國(guó)海德拉摩天大樓以一種了不起的方法破解了這道難題。它能從不需要成本的雷電中獲取能源，把水分解成氫和氧，讓人深感震驚。

雷電是一種常見(jiàn)的大氣中的放電現(xiàn)象，通常產(chǎn)生于雷雨云形成的過(guò)程中。閃電的種類(lèi)很多，有線狀閃電、帶狀閃電、球狀閃電、聯(lián)珠閃電、超級(jí)閃電和黑色閃電等。全球雷電平均每天達(dá)800多萬(wàn)起，每年要發(fā)生30多億起。全世界70%的閃電出現(xiàn)在熱帶地區(qū)，如新加坡、美國(guó)佛羅里達(dá)州中部、委內(nèi)瑞拉和剛果民主共和國(guó)的基富卡等。那么一次閃電的能量究竟有多大呢？它可以讓一只100瓦的燈泡亮3個(gè)月。一道閃電撕裂云層，破天而出，短的可能只有數(shù)百米，長(zhǎng)的卻可達(dá)到數(shù)千米，令人眼花繚亂，驚心動(dòng)魄。閃電時(shí)放電通道中空氣的溫度突然加熱到17 000℃～28 000℃之間，相當(dāng)于太陽(yáng)表面溫度的3～5倍。雷電電荷在傳導(dǎo)放電的過(guò)程中，產(chǎn)生很強(qiáng)的電流。它能將空氣擊穿成枝形放電，出現(xiàn)的光亮就是閃電。閃電的高熱致使空氣急劇膨脹，形成爆炸的沖擊波，爆炸時(shí)產(chǎn)生的聲音就是雷聲。

海德拉摩天大樓其上層是閃電之頂，下層為未來(lái)派的超級(jí)塔式建筑。頂部的尖塔蜿蜒曲折，酷似一只水螅。外殼用石墨烯和一種超級(jí)碳材料制成，這種超級(jí)碳材料的硬度比鋼強(qiáng)200倍，具有極好的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能。

雷電災(zāi)害被稱(chēng)為“電子時(shí)代的一大公害”。然而科技人員卻通過(guò)海德拉摩天大樓駕馭雷電，變害為寶。在閃電攻擊時(shí)，塔尖的石墨烯外殼能直接從閃電中把難以置信的大量能量引到大樓底部的電池里貯存起來(lái)，接著用這種電能通過(guò)電解作用從水中電解出氫氣，提供源源不斷的氫能源。

有趣的是，科技人員之所以把海德拉摩天大樓上層的閃電之頂建造成扭曲形狀的塔形，靈感來(lái)自于多細(xì)胞無(wú)脊椎的淡水動(dòng)物水螅。在大樓下層，建有一個(gè)研究中心、住房、科學(xué)家及其家人的休閑區(qū)。

防噪大樓 把噪音巧妙轉(zhuǎn)換成電能

噪音是城市環(huán)境和人們?nèi)粘Ｉ钪械囊徊糠郑殉蔀樽钇毡榈奈廴拘问街?，然而它又是一個(gè)重要的能量來(lái)源。

由來(lái)自多個(gè)國(guó)家合作設(shè)計(jì)的防噪摩天大樓，不但可以防治城市噪音污染，而且還能把噪音轉(zhuǎn)換成清潔能源。它的設(shè)計(jì)富有創(chuàng)新，環(huán)保功能極強(qiáng)，入圍美國(guó)著名建筑雜志《eVolo》2013年度摩天大樓設(shè)計(jì)大賽。

防噪摩天大樓高100米，外面安裝了兩層可以吸收噪音的材料，在它們上面有一個(gè)金屬框架。金屬框架外再裝上84 000根電動(dòng)纖毛，它們十分敏感，可以收集正在行駛的汽車(chē)、火車(chē)、人行道和路過(guò)飛機(jī)發(fā)出的噪音。每根電動(dòng)纖毛裝備有聲音傳感器，它們先將噪音的振動(dòng)轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，然后再采用一種新的驅(qū)動(dòng)方法把動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。電流由主存儲(chǔ)室儲(chǔ)存起來(lái)，隨后再分配到各電網(wǎng)，作為正常用電來(lái)使用。

主要高速公路和鐵路樞紐附近噪音最大，最需要被吸收掉，因此防噪摩天大樓將建造在這些地方。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)估計(jì)，在人口稠密的城市，每一座防噪摩天大樓全年能產(chǎn)生150兆瓦的電能，可以滿(mǎn)足洛杉磯10%左右的照明需求。清潔能源還有助于減少城市的碳排放和對(duì)煤炭、石油和天然氣等化石燃料的依賴(lài)。幾個(gè)防噪大樓加起來(lái)，就能夠使城市的用電緊張狀況得到極大地緩解。

“毛發(fā)”式大樓 提取風(fēng)能用壓電技術(shù)發(fā)電

建筑師偶爾會(huì)突發(fā)奇想，設(shè)計(jì)出違背常規(guī)的另類(lèi)建筑物，瑞典設(shè)計(jì)人員推出的可以發(fā)電的“毛發(fā)”式摩天大樓便是其中的代表。整個(gè)建筑被能提取風(fēng)能的?？忝l(fā)所覆蓋，高科技含量令人嘆為觀止?，F(xiàn)代都市人口密集，擁擠不堪，似乎難以找到傳統(tǒng)風(fēng)力渦輪機(jī)的容身之處，建設(shè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)可謂是一種挑戰(zhàn)。而“毛發(fā)”式摩天大樓向空中發(fā)展，不會(huì)占用太大的空間，不存在什么危險(xiǎn)，能妥善地解決上述問(wèn)題。

摩天大樓發(fā)電系統(tǒng)利用壓電技術(shù)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成可存儲(chǔ)供日后使用的電能。壓電技術(shù)的原理是：當(dāng)某些晶體受到機(jī)械力而發(fā)生拉伸或壓縮時(shí)，晶體相對(duì)的兩個(gè)表面會(huì)出現(xiàn)等量的異號(hào)電荷，這種現(xiàn)象叫做壓電現(xiàn)象，具有壓電現(xiàn)象的介質(zhì)稱(chēng)為壓電體。當(dāng)壓電體出現(xiàn)機(jī)械形變時(shí)，它的極化強(qiáng)度發(fā)生變化，導(dǎo)致表面吸附的自由電荷隨之而變。如果將兩個(gè)表面裝上電極并用導(dǎo)線接通，變化的自由電荷便從一個(gè)極板移至另一極板，形成電流。“毛發(fā)”式摩天大樓不但可以發(fā)電，而且能夠美化城市。覆蓋在建筑物上的毛發(fā)會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)幻覺(jué)，使通常靜態(tài)的城市天際線給人飄動(dòng)的錯(cuò)覺(jué)?！懊l(fā)”式摩天大樓在瑞典斯德哥爾摩南塔的基礎(chǔ)上建造，將以嶄新的面貌和新的技術(shù)賦予舊塔新的生命，為斯德哥爾摩增加一道靚麗的風(fēng)景。