用可再生能源發電的摩天大樓

海德拉大樓 捕捉雷電獲取氫能源

用氫氣發電燃燒干凈，只排出水蒸氣和熱量，沒有有害廢氣，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氫燃料，因此使得這種清潔能源難以推廣。現在，極富創意的美國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。

雷電是一種常見的大氣中的放電現象，通常產生于雷雨云形成的過程中。閃電的種類很多，有線狀閃電、帶狀閃電、球狀閃電、聯珠閃電、超級閃電和黑色閃電等。全球雷電平均每天達800多萬起，每年要發生30多億起。全世界70%的閃電出現在熱帶地區，如新加坡、美國佛羅里達州中部、委內瑞拉和剛果民主共和國的基富卡等。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個月。一道閃電撕裂云層，破天而出，短的可能只有數百米，長的卻可達到數千米，令人眼花繚亂，驚心動魄。閃電時放電通道中空氣的溫度突然加熱到17 000℃～28 000℃之間，相當于太陽表面溫度的3～5倍。雷電電荷在傳導放電的過程中，產生很強的電流。它能將空氣擊穿成枝形放電，出現的光亮就是閃電。閃電的高熱致使空氣急劇膨脹，形成爆炸的沖擊波，爆炸時產生的聲音就是雷聲。

海德拉摩天大樓其上層是閃電之頂，下層為未來派的超級塔式建筑。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碳材料制成，這種超級碳材料的硬度比鋼強200倍，具有極好的導熱導電性能。

雷電災害被稱為“電子時代的一大公害”。然而科技人員卻通過海德拉摩天大樓駕馭雷電，變害為寶。在閃電攻擊時，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，接著用這種電能通過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，靈感來自于多細胞無脊椎的淡水動物水螅。在大樓下層，建有一個研究中心、住房、科學家及其家人的休閑區。

防噪大樓 把噪音巧妙轉換成電能

噪音是城市環境和人們日常生活中的一部分，已成為最普遍的污染形式之一，然而它又是一個重要的能量來源。

由來自多個國家合作設計的防噪摩天大樓，不但可以防治城市噪音污染，而且還能把噪音轉換成清潔能源。它的設計富有創新，環保功能極強，入圍美國著名建筑雜志《eVolo》2013年度摩天大樓設計大賽。

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，在它們上面有一個金屬框架。金屬框架外再裝上84 000根電動纖毛，它們十分敏感，可以收集正在行駛的汽車、火車、人行道和路過飛機發出的噪音。每根電動纖毛裝備有聲音傳感器，它們先將噪音的振動轉換成動能，然后再采用一種新的驅動方法把動能轉化為電能。電流由主存儲室儲存起來，隨后再分配到各電網，作為正常用電來使用。

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。設計團隊估計，在人口稠密的城市，每一座防噪摩天大樓全年能產生150兆瓦的電能，可以滿足洛杉磯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煤炭、石油和天然氣等化石燃料的依賴。幾個防噪大樓加起來，就能夠使城市的用電緊張狀況得到極大地緩解。

“毛發”式大樓 提取風能用壓電技術發電

建筑師偶爾會突發奇想，設計出違背常規的另類建筑物，瑞典設計人員推出的可以發電的“毛發”式摩天大樓便是其中的代表。整個建筑被能提取風能的海葵般毛發所覆蓋，高科技含量令人嘆為觀止。現代都市人口密集，擁擠不堪，似乎難以找到傳統風力渦輪機的容身之處，建設風力發電場可謂是一種挑戰。而“毛發”式摩天大樓向空中發展，不會占用太大的空間，不存在什么危險，能妥善地解決上述問題。

摩天大樓發電系統利用壓電技術，將動能轉化成可存儲供日后使用的電能。壓電技術的原理是：當某些晶體受到機械力而發生拉伸或壓縮時，晶體相對的兩個表面會出現等量的異號電荷，這種現象叫做壓電現象，具有壓電現象的介質稱為壓電體。當壓電體出現機械形變時，它的極化強度發生變化，導致表面吸附的自由電荷隨之而變。如果將兩個表面裝上電極并用導線接通，變化的自由電荷便從一個極板移至另一極板，形成電流。“毛發”式摩天大樓不但可以發電，而且能夠美化城市。覆蓋在建筑物上的毛發會產生運動幻覺，使通常靜態的城市天際線給人飄動的錯覺。“毛發”式摩天大樓在瑞典斯德哥爾摩南塔的基礎上建造，將以嶄新的面貌和新的技術賦予舊塔新的生命，為斯德哥爾摩增加一道靚麗的風景。