學苑撰文

文、圖：袁天富 （香港資優教育學苑學員）

近年全球暖化加劇，氣候變化莫測，香港亦未能倖免。去年六月，有公屋外牆遭閃電擊中，導致石屎剝落。大自然力量無窮，雖然偶爾為人類帶來災難，但也引發我們聯想：既然陽光、風、水力等自然能源都可用於發電，為何不直接利用大自然的電能「閃電」來發電呢？

閃電的形成

閃電是一種大氣放電的自然現象。由於積雨雲內的空氣極不穩定，雲中的水粒子會受大氣固有電場影響，產生正電荷和負電荷。當這些水粒子彼此碰撞時，正電荷會被帶到雲的上半部，負電荷則積聚於雲的下半部。空中帶負電荷的雲底部與帶正電荷的陸地之間產生巨大電位差，於是引發放電現象。

我們平時觀察到的閃電，實際上是放電過程中極大電流通過空氣時發出的強光；而行雷則是閃電時大量電流造成的熱能令空氣急劇加熱和膨脹，導致猛烈衝擊而產生的巨響。

利用「閃電」發電的可能性

首先，閃電是一種不可預測的自然現象，我們永遠不會知道閃電會於何時何地出現，而閃電的形成亦會受氣溫、濕度、氣流等自然因素影響，這些因素不斷變化，因此閃電難以成為一種可靠的可再生能源。

其次，閃電持續時間不過幾微秒，我們必須設計出一種能夠秒速充電的電池來收集其電力。此外，閃電的平均電流約三萬安培，電壓可高達一百萬至一億伏特，溫度高達2萬度，弧形閃電的長度從數百米到數百公里不等，威力十分強大。即使我們能夠精確地使閃電擊中發電機，其巨大電壓及電流仍遠遠超出現有電池的承受能力，這是一個不容忽視的安全隱患。

再者，雖然每次閃電可以產生五至十千兆焦耳的能量，看似足夠數個家庭使用整個月，但其中大部分能量都會轉化為熱能散發到空氣中，實際上只有一小部分能量以電流的形式存在，因此即使我們能夠收集到世界上所有閃電的電力，亦只能為很少人供電。由此可見，以電池儲存閃電能量的過程效率相當低，亦難以應付龐大的能源需求。

曾刊載於《星島日報》小學校園報《陽光校園》（2024年4月）