众所周知，今天人类社会的发展已离不开电能。可你是否想过，未来有一天电能会从天而降、由地而升，甚至无中生有？

从天而降——

让雨滴发电

雨水并非纯净水，其中包含着许多酸根盐类物质。近日，中科院纳米能源研究所发明了一种“雨滴发电薄膜”，利用自然降落的雨水发电。

这种特殊薄膜是利用纳米材料制成的，内部是极其微小的独立单元格，单元格由a、b两层聚合物组成。当雨滴冲击到薄膜上时，a层吸收阳离子，b层吸收阴离子，使得两层聚合物形成等量异种电荷，分别带正电和负电，即相当于一个电源。大量的a、b聚合物单元组成这种薄膜，与用电器相连，便能供电。

由于薄膜的发电量与降雨量有关，若降雨断断续续，电流的输出就会十分不稳定。如果将这种薄膜与传统太阳能电池板结合，便能晴天雨天都发电。

由地而升——

让地热发电

据计算，全球浪费的红外辐射能源每分钟可达上亿千兆瓦。近日，沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的物理学家们，利用量子隧道技术，将地热中无法被利用的红外辐射转化为可储存的电能。

众所周知，光具有波粒二象性。物理学家们设计了一种极细的天线，用来捕捉红外辐射中的电子，通过天线中的“金属-绝缘体-金属”(MIM)二极管，传送电子经过一个由金和钛金属薄膜构成的强电场微型隧道，便产生了电能。其中，MIM二极管大大提高了发电效率。

这个装置可以无视自然天气的干扰，24小时不间断转化电能，为人类稳定供电。但不足的是，该装置要使天线达到纳米级别的重叠，制作天线的两只机械臂需要精确定位，使得这项技术的“门槛”过高，全面普及面临困境。

无中生有——

让空气发电

近日，国外一所高校的电气工程师和微生物学家联手，开发出一种“空气发电机”，它可以直接利用空气中的水分发电。

研究人员利用微生物地杆菌产生导电蛋白纳米线，“编织”成一个7微米厚的薄膜，这种薄膜可以从空气中吸收水分子，并将水分子分解为氢离子和氧离子。他们在薄膜底部和顶部各安装一个电极，当蛋白纳米线与电极相连后，氢离子和氧离子便分别聚集在薄膜顶部和底部，两端形成了电荷差，电子流动便产生了电能。

因薄膜在吸收空气中的水分后，蛋白纳米线之间的空隙会形成一个可自行维持的水分梯度，“空气发电机”便能实现2个月以上的持续发电。

不过，它产生的电量十分有限，单个设备只能产生约0.5V的持续电压，电流密度约为17μA/cm。