Інжынеры прадэманстравалі нешта дзіўнае. Практычна любы матэрыял можа быць выкарыстаны для стварэння прылады, якое пастаянна збірае энергію з вільготнага паветра.
Гэтая распрацоўка яшчэ не гатовая да практычнага выкарыстання, але, па словах яе аўтараў, яна пераадольвае некаторыя абмежаванні іншых энергетычных камбайнаў. Усё, што патрабуецца ад матэрыялу - гэта нанопоры дыяметрам менш за 100 нанаметраў. Гэта прыкладна адна тысячная шырыні чалавечага воласа, так што гэта прасцей сказаць, чым зрабіць, але значна прасцей, чым чакалася. Такі матэрыял можа збіраць электрычнасць, якая выпрацоўваецца мікраскапічнымі кроплямі вады ў вільготным паветры, кажа каманда пад кіраўніцтвам інжынера Сяомэнга Лю з Універсітэта Масачусэтса Амхерст. Сваё адкрыццё яны назвалі «агульным эфектам Air-gen».
«Паветра ўтрымлівае велізарную колькасць электрычнасці», — кажа інжынер Джун Яо з Універсітэта Масачусеца Амхерст. «Уявіце сабе воблака, якое ўяўляе сабой не што іншае, як масу кропель вады. Кожная з гэтых кропель змяшчае зарад, і пры правільных умовах воблака можа вырабляць маланку - але мы не ведаем, як надзейна ўлоўліваць электрычнасць ад маланкі. Тое, што мы зрабілі, гэта стварылі створанае чалавекам маленькае воблака, якое прадказальна і пастаянна вырабляе для нас электрычнасць, каб мы маглі яе збіраць».
Калі Air-gen здаецца знаёмым, гэта таму, што каманда раней распрацавала камбайн для збору энергіі паветра. Тым не менш, іх папярэдняя прылада была заснавана на бялковых нанаправодках, вырашчаных бактэрыяй пад назвай Geobacter sulfurreducens. Але, як аказалася, бактэрыя не патрэбна.
«Пасля адкрыцця Geobacter мы зразумелі, што здольнасць выпрацоўваць электрычнасць з паветра - тое, што мы тады назвалі «эфектам гена паветра» - аказваецца ўніверсальнай: літаральна любы матэрыял можа збіраць электрычнасць з паветра, калі ён мае пэўны маёмасць", - тлумачыць Яо. Гэта ўласцівасць нанапор, і іх памер залежыць ад даўжыні вольнага прабегу малекул вады ў вільготным паветры. Гэта адлегласць, якую малекула вады можа прайсці ў паветры, перш чым сутыкнуцца з іншай малекулай вады.
Прылада Air-gen зроблена з тонкай плёнкі такога матэрыялу, як цэлюлоза, бялок шоўку або аксід графена. Малекулы вады ў паветры могуць лёгка пранікаць у нанопоры і перамяшчацца з верхняй часткі плёнкі ў ніжнюю, але падчас руху яны ўтыкаюцца ў бакі пары. Яны перадаюць зарад матэрыялу, ствараючы яго назапашванне, і калі больш малекул вады трапляе ў верхнюю частку плёнкі, узнікае дысбаланс зарадаў паміж двума бакамі.
Гэта прыводзіць да эфекту, падобнага таму, які мы бачым у аблоках, якія спараджаюць маланкі: паветра, якое падымаецца, стварае больш сутыкненняў паміж кроплямі вады ў верхняй частцы воблака, што прыводзіць да лішку станоўчага зарада ў больш высокіх аблоках і лішку адмоўнага зарада ў ніжнія аблокі У гэтым выпадку зарад патэнцыйна можа быць перанакіраваны на харчаванне меншых прылад або захаваны ў той ці іншай форме батарэі.
Зараз усё яшчэ на ранніх стадыях. Цэлюлозная плёнка, якую праверыла каманда, мела спантаннае выхадное напружанне 260 мілівольт у навакольным асяроддзі, у той час як мабільны тэлефон патрабуе выхаднога напружання каля 5 вольт. Але тонкасць плёнак азначае, што іх можна згортваць у маштабе прылад Air-gen, каб зрабіць іх больш практычнымі.
І той факт, што яны могуць быць зроблены з розных матэрыялаў, азначае, што прылады можна адаптаваць да асяроддзя, у якой яны будуць выкарыстоўвацца, кажуць даследчыкі.
Наступным крокам будзе тэставанне прылад у розных асяроддзях і праца над іх маштабаваннем. Але агульны эфект ад Air-gen рэальны, а магчымасці, якія ён прадстаўляе, выклікаюць надзею.
Чытайце таксама:
Навальнічныя аблокі зараджаюцца напругай прабоя з іаносферы з хуткасцю ад 2 000 000 да 15 000 000 вольт у секунду. Кругласутачна. Хопіць на мільёны гадоў.
You Tube Іанасферная электрастанцыя (мадэль)