城大最新研發水滴發電機團隊部分成員，左起：鄭煥璽、徐王淮、王鑽開教授、張超博士和宋雨欣。

 　　【香港商報网訊】記者周偉立報道：香港城市大學昨日公布成功研發出新型水滴發電機，只要一滴水便可點亮100盞小LED燈，這項突破性成果有助推動水力發電的科學研究及應對能源危機。有關研究是由城大機械工程學系王鑽開教授、美國內布拉斯加大學林肯分校曾曉成教授，和中國科學院北京納米能源與系統研究所王中林院士合作領導，剛於最新一期國際權威學術期刊《自然》發表，論文題為「瞬時高功率密度水滴式發電機」。

　　較現時技術增千倍能量

　　據介紹，現時傳統利用介面摩擦起電效應的液滴發電機，是基於液滴撞擊表面時的摩擦和靜電感應而產生電力，但受表面摩擦電荷數量的限制，這種方式的電能轉化效率較低。至於新型水滴發電機就設有類似晶體管的結構，使其瞬時功率密度、即每平方米可產生的最高能量達到50.1瓦，較現時類似的水滴發電機增加數以千倍，並大大提升電能轉化效率。

　　王鑽開教授稱，研究顯示，一滴100微升(一微升等於百萬分之一升)的水滴由15厘米的高度滴下，可產生超過140伏特電壓，發電機產生的電能足以點亮100盞小LED燈。他指出，這項新研發有兩大關鍵，首先是團隊發現，當水滴持續撞擊可長期帶有電荷的永電體材料聚四氟乙烯(PTFE)，所產生的表面靜電荷(surfacecharge)會不斷累積至飽和水平，令PTFE可儲存高密度的表面電荷。這一發現助他們克服了之前面對的電荷密度低之瓶頸問題。

　　盼解可再生能源短缺問題

　　另一關鍵是他們研發的一組獨特結構，類似現代電子器件所必須具備、1956年諾貝爾物理學獎的得獎技術--場效應晶體管(field-effecttransistor)。該結構由一個鋁電極和一個表面加上了一層PTFE薄膜的銦錫氧化物(ITO)電極所組成，PTFE和ITO電極負責電荷產生、儲存和感應。當水滴撞擊PTFE/ITO表面，並在表面上散開時，由於水是導電的，會「接通」鋁電極和PTFE/ITO兩個電極之間的通路，變成一個可通電的完整電路，連續不斷的水滴使PTFE上積存了密度很高的表面電荷;同時，每當水滴接通了兩個電極，所有積存在PTFE上的電荷都全被釋放，產生了電流。

　　王教授稱，希望研究成果可以幫助全球開發更多水資源，以應對全球可再生能源短缺問題。長遠來說，新設計可推廣和安裝在不同液體與固體接觸的表面上，例如輪船船身、海岸邊以至雨傘表面、水樽內，這樣就能充分利用低頻的水動能。