眾所周知，空氣中蘊藏著巨大的能源開發(fā)潛力，而它的利用方法也有很多種。在利用空氣流動（風能），以及捕捉空氣中快速運行的光子（太陽能）發(fā)電方面，人類已經(jīng)取得了巨大的進步。但就目前來看，直接從空氣中采集電荷，用于滿足人類對電力的需求似乎還太過于玄乎。
說到空氣中的電力，人們首先聯(lián)想到的大都是閃電。天空中的滾滾烏云中為何會有閃電？早在18世紀，本杰明·富蘭克林就證明了，大量電荷的突然釋放是閃電形成的原因。然而如此大量的電力又是如何產(chǎn)生的？畢竟，每年全球會發(fā)生數(shù)百萬次閃電現(xiàn)象。如此大規(guī)模的電力頻繁現(xiàn)身空中，不得不讓能源工作者產(chǎn)生將其征服的遐想。而費爾蘭德的研究團隊稱，他們已經(jīng)破解了大氣中電流形成的原因，這或許會幫助他們找到直接利用空氣中電力的方法。
閃電的成因一直存在各種爭議。有的理論指出，閃電是由于對流云層中冰雪顆粒相撞形成的；同時也有人認為，帶有帶電粒子的太陽雨將閃電送到了地球。然而，費爾蘭德等人找到的解釋與這些都不同。他們認為，閃電的產(chǎn)生是由于水蒸氣在空中帶上電荷。長久以來，科學家一直認為，在大氣中漂浮的小水滴即使是在與塵埃等小顆粒結(jié)合后，仍然保持電中性。電中性是指，在水等溶液中，帶有不同電荷的分子處于一種平衡狀態(tài)。但費爾蘭德的研究結(jié)果卻證明，這一猜想是錯誤的，因為大氣中的小水滴帶有微小電荷。在使用大氣中常見的磷酸鋁和二氧化硅做試驗時，他們發(fā)現(xiàn)，在與水滴結(jié)合后，二氧化硅粒子會帶上負電荷，而磷酸鋁粒子會帶上正電荷。如果是在潮濕的空氣中，這些帶電粒子會慢慢聚集，最終大規(guī)模爆發(fā)。這種帶電水滴的解釋是對幾十年來科學界流行的水滴電中性認識的顛覆。
研究人員指出，在潮濕環(huán)境中帶電是許多金屬共同的特性。“我和我的同事們發(fā)現(xiàn)，鋁、不銹鋼等普通金屬在置于與電力隔絕，但濕度很高的空氣中時，會自然帶電。我想這也能解釋絕緣體在潮濕環(huán)境中帶電的現(xiàn)象。由此可以看出，空氣可以稱得上是儲存電荷的大‘水庫’。”費爾蘭德說。
在對濕度電力有了一定的了解之后，研究人員便開始著手研發(fā)可以從潮濕空氣中捕捉電荷的設(shè)備。該設(shè)備實際上就是一塊鐵片，與避雷針類似。鐵片與電容器的一極相連，后者的作用則是將空氣中的電荷分離并進行儲存。電容器的另一端與地面對接。當金屬片放置于高濕度的環(huán)境中時，便可以進行電荷采集了。“如果這試驗進展順利，便是我們很好控制雷雨的開始，”費爾蘭德表示，“該設(shè)備對于空氣濕度較高的熱帶和亞熱帶地區(qū)比較適用。”
伴隨著新生概念而來的總有不認同的聲音。美國俄克拉荷馬州立大學大氣物理學家威廉就直截了當?shù)卣f：“濕度電力簡直就是胡說八道。要像閃電一樣讓水珠帶上電，就必須有對流云層中雪丸與冰粒子的撞擊，這一點必不可少。” 而類似的捕捉閃電中電力的努力也都以失敗告終。近日，美國替代能源有限公司在休斯頓郊外建起了一座閃電捕捉塔，但從未派上任何用途。“這種理論被一次又一次地推翻。”公司經(jīng)理威廉失望地說。
人類嘗試馴服閃電的努力從奧林匹斯山十二主神之首廟斯就已開始。雖然現(xiàn)在來看馴服閃電還僅僅是遙不可及的夢想，但或許真的有一天人類能駕馭閃電，讓其為己所用。
