低温冰藏发电天赋，掺盐竟能激活翻倍，极端环境能源自给有望？

景点排名 2025年10月04日 21:56 0 aa

咱们冬天随手能摸到的冰，居然藏着发电的本事？

往里面加些盐，发电能力还能增强三个数量级。

西安交大团队花了几年啃的这块“硬骨头”。

不仅把研究发上了Nature刊，还为极端环境供电打开了新思路。

冰竟藏着发电的能力？

一开始，这研究的起点还挺“乌龙”。

2020年，申胜平教授团队做挠曲电实验时，学生发现低温下仪器冒出杂乱信号，还以为是水汽结冰影响的。

后来才知道是仪器灵敏度没调好，可就是这个小插曲，让团队盯上了“冰的挠曲电性”这个问题。

毕竟理论上绝缘体都有挠曲电性，冰没道理例外，抱着这份好奇，他们一头扎了进去。

不过研究哪有那么顺？

2021年团队第一次投稿，直接没被送审，编辑说他们对自然现象的解释太浅，盐怎么增强冰的发电能力也没说清楚。

换别人可能就打退堂鼓了，可申胜平团队没放弃，反而沉下心打磨细节。

他们先从纯冰入手，把样品制备、温度控制这些实验环节反复优化，确保数据靠谱。

没想到在变温测试时，又有了意外收获。

在-110℃左右，冰的挠曲电出现峰值，后来通过一系列实验证实，这是冰的表面发生了铁电相变。

与此同时，团队还翻遍了冰带电、接触起电领域的文献，一点点完善理论模型。

最后发现，他们建的挠曲电模型特别管用。

不仅能算出冰碰撞产生的电荷量，和之前风洞实验结果对得上，还能解释雷云中那种随温度变向的三极性带电结构。

就这么磨了两年，2023年他们把纯冰研究投稿到NaturePhysics，可论文里同时讲了冰的挠曲电、表面铁电、雷云充电三件事，审稿又卡了壳。

意外的帮手，铺平道路

关键时候，一位“帮手”审稿人帮了大忙。

这位接触带电领域的专家，不仅给了高度评价，还写了两份数十页带目录、附参考文献的意见，把团队的理论推导重新算一遍，逐点指出问题，甚至给了改进思路。

论文质量一下提了上去，最后成功发表，还被NaturePhysics邀请专家写评论，说这研究“可能为破解闪电之谜铺路”。

解决了纯冰的问题，但团队发现纯冰不足以支撑实际的力电转换应用。

团队往里面惨了点盐，意外发现非常有效，能使冰的挠曲电响应增强三个数量级，

团队又转头攻盐冰。

有了之前的经验，他们很快测试了八种盐的样品，还通过拉曼光谱看到盐主要聚集在冰的晶界上，掺盐还能让冰的晶粒变小。

更关键的是，他们做出的盐冰器件，其等效压电系数能和顶级压电单晶比一比。

而且这次团队学聪明了，写盐冰论文时只聚焦“盐怎么增强冰的发电能力”这一件事，还提前做“预审稿”，把实验、模型梳理得明明白白。

2024年12月投稿到Nature Materials。

申胜平教授后来回忆，2021年被退稿时的“薄弱点”，最后反倒成了两篇顶刊论文的核心，这也让他们明白，好点子得靠踏实钻研才能落地。

不过要让盐冰发电真正用起来，还有两道坎要跨。

机遇与挑战并存

一道是力学疲劳：盐冰里有可流动的液体层，反复受力后晶界容易滑动，电能输出30小时左右就会衰减一半。

另一道是电学损耗：冰里的自由离子多，两边很难稳定积累高电压，这会影响能量利用。

不过团队也在继续研究。

回头看这几年，从一个实验小插曲到两篇顶刊论文，从被退稿到实地测试成功，西安交大团队把“冰发电”从好奇变成了实实在在的技术方向。

现在虽然还有难题要解决，但至少我们知道，身边常见的冰，或许能在未来成为极端环境乃至外地星球里的“能源救星”。

说不定再过几年，南极科考站、月球基地里，真的会靠着冰和盐发电，那场面想想都觉得神奇。

当然，这事儿也给我们提了个醒：很多看似普通的东西，可能藏着大潜力，关键是要有敢于探索的好奇心，还有面对困难不放弃的韧劲。

申胜平团队用实际行动证明，只要沉下心钻研，哪怕是一块冰，也能闯出一片新天地，而极端环境能源自给的目标，也正朝着我们一步步靠近。

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