每当走在柔软的海滩上，当海浪冲刷着你的双脚的时候，你会想到，这么温柔，一起一伏的海浪其实是可以发电的吗？想象一下，如果我们可以利用覆盖了地球71%表面的海洋来发电，我们人类的能源生活将会发生多么巨大的变化。海洋发电是不是真的？中国科学院北京纳米能源与系统研究为我们展示了这项神奇的技术。
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纳米波浪发电，新在何处？
很多人会产生这样的疑问，以前好像知道“潮汐发电”这一名词，就是利用了海洋的动能。潮汐发电和纳米级的新技术有何不同？作为这项神奇技术的主要发明人，中国科学院北京纳米能源与系统研究所首席科学家、中科院外籍院士王中林向我们解释了原因。
过去的几种潮汐发电都在浅水区，远离海边上就不行，而海边作为最有价值的旅游资源，不是用来发电的。而新技术不仅效率高，对地域和海水深度没有限制，可以在水底环境很复杂的地方进行。
除了传统的潮汐发电发电方式，美国、日本、英国、西班牙等海洋大国都相继在海上建立了波浪发电装置，不过这些装置的效率并不高。
对我们日常的海水，传统发电应用难度很高。但是，王中林手中的“王牌”——摩擦纳米发电机——则从原理上彻底颠覆了传统海洋发电的模式。利用这项技术织成的网格可以直接放在海面上，只是靠海浪的波动，就能源源不断获取能量。
纳米装置如何神奇发电？实验告诉你！
摩擦纳米发电机到底长什么样？中科院北京纳米能源与系统研究所研究人员许亮首先为我们展示了一个透明的“球”，在这个网球大小的空心小球里，内壁涂满了金属红色的导电涂层，两个半球形的电极表面也涂有微纳米颗粒的绝缘材料。而两边则通过导线连接。
实验装置：充满科技感的空心小球
轻轻摇一摇这个球，可以听到中间有东西在晃动。掰开这个空心球，里面出现一个尺寸更小的球在来回颤动：
里面是一个经过特殊处理的硅胶球，晃动的话，这个小球就在里面滚动，使小球的表面和这个壳的内表面发生摩擦，小球表面的带电，通过静电感应会在电极上感应产生电荷的移动，然后这个电荷就通过我们外电路来运动产生电流，就把机械能转化成电能输出了。
千万不要小瞧这个看似不起眼的空心球，这其中可是蕴藏了王中林最重要的研究成果之一——纳米发电技术，他可以让不规律的、低频的机械能转化为电能。
4乘以4的模式相互链接的阵列
当一个一个内有乾坤的空心球被连接成阵列，就构成了我们今天的主角——“网络纳米发电机”。可是，这真的能发电吗？不要着急，我们马上在实验室的蓄水池里验证一下。
这个蓄水池的功能在于模拟真实的波浪环境，马上打开水池边缘的造浪机便会出现波浪。
而信号发生器，则可以控制信号，对波浪的频率和幅度进行调整，力图还原最真实的海洋波浪环境。
一组十六个小球，以4乘以4的模式相互链接成网放在水池中翻腾的波浪上，在理想状态下，输出的电流大概在10微安左右。10微安是一个什么概念？我们大概可以用它来点亮一百个左右的led灯。
根据测算，当海波带动其中的小球每秒晃动两至三次，就可以产生大约1到10毫瓦的功率。王中林院士告诉我们，如果在10米深的水中布满这种发电的网格，像山东省面积大小的这样一片海域，发出的电量甚至就可满足全世界的能源需求。
在王中林的构想中，未实现大规模商业化开发之前，要先行开发建设一批小型分布式波浪能发电或海岛微电网。用五年时间，使试验范围由小变大，这是他实现“蓝色能源”梦想的“日程表”。
离纳米波浪发电机进入真实海洋，还有多远？
蓝色能源的前景光明，不过，目前技术还处于实验室早期研发阶段，设想一下，如果到了真实的海洋环境中，纳米波浪发电机还能顺利发电吗？中国能源网首席信息官韩晓平认为，还有许多关键技术问题有待解决：
海洋能的利用这些年来一直做各种各样的尝试，但是我们知道海洋上风浪十分的巨大，而且海洋中还有很多浮游生物，导致发电效益会下降，有很多很多的挑战、难题需要不断去解决。
真实的海洋环境总是充满意外，所以研发团队还需要研究足以抵御风暴及恶劣环境的布线结构和传输模式。要考虑尽量减少对航运、海洋生物与生态影响。中科院兰州化学物理研究所研究员王道爱还提出另外一个问题：生物腐蚀。
生物污损我认为可能是更严峻的挑战。可能有一些办法，比如防污涂层、或者自供能的防污防腐技术，但是还有待实践的检验。
一项技术一旦从“书架”走上“货架”，涉及到大规模商业化开发，成本永远是一个绕不开的问题。成本会是 “蓝色能源”技术的门槛吗？长期研究纳米发电技术的北京大学教授张海霞认为，摩擦纳米发电机具有成本优势。
因为摩擦发电机需要的绝大多数都是我们身边已有的材料，而且它也是一个大批量大面积生产、能够更进一步来降低它的成本的。所以摩擦发电机在成本上它是有一定优势的。
