Инженерите демонстрираха нещо невероятно. Почти всеки материал може да се използва за създаване на устройство, което непрекъснато събира енергия от влажен въздух.
Тази разработка все още не е готова за практическа употреба, но според нейните автори тя преодолява някои от ограниченията на други енергийни комбайни. Всичко, което се изисква от материала, са нанопори с диаметър по-малък от 100 нанометра. Това е около една хилядна от ширината на човешки косъм, така че е по-лесно да се каже, отколкото да се направи, но много по-лесно от очакваното. Такъв материал може да събира електричество, генерирано от микроскопични водни капчици във влажен въздух, казва екип, ръководен от инженера Сяоменг Лиу от Университета на Масачузетс Амхърст. Те нарекоха откритието си „общия ефект на Air-gen“.
„Въздухът съдържа огромно количество електричество“, казва инженер Джун Яо от университета на Масачузетс Амхърст. „Представете си облак, който не е нищо друго освен маса от водни капчици. Всяка от тези капчици съдържа заряд и при правилните условия облакът може да произведе мълния – но ние не знаем как надеждно да уловим електричеството от мълнията. Това, което направихме, е да създадем малък облак, създаден от човека, който произвежда електричество за нас предсказуемо и непрекъснато, така че да можем да го събираме."
Ако Air-gen звучи познато, това е, защото екипът преди това е разработил въздушен енергиен комбайн. Предишното им устройство обаче се основаваше на протеинови наножици, отгледани от бактерия, наречена Geobacter sulfurreducens. Но, както се оказа, бактерията не е необходима.
„След откриването на Geobacter осъзнахме, че способността за генериране на електричество от въздуха – това, което тогава нарекохме „генен ефект на въздуха“ – се оказва универсална: буквално всеки материал може да събира електричество от въздуха, ако има определен собственост“, обяснява Яо. Това свойство са нанопорите и техният размер зависи от средния свободен път на водните молекули във влажен въздух. Това е разстоянието, което една водна молекула може да измине във въздуха, преди да се сблъска с друга водна молекула.
Устройството Air-gen е направено от тънък филм от материал като целулоза, копринен протеин или графенов оксид. Водните молекули във въздуха могат лесно да проникнат през нанопорите и да се придвижат от горната част на филма към долната част, но по време на движението те се блъскат в страните на порите. Те прехвърлят заряда на материала, създавайки натрупване от него и тъй като повече водни молекули навлизат в горната част на филма, има дисбаланс на заряда между двете страни.
Това води до ефект, подобен на този, който виждаме в облаците, които генерират светкавици: издигащият се въздух създава повече сблъсъци между водните капки в горната част на облака, което води до излишък на положителен заряд в по-високите облаци и излишък на отрицателен заряд в долните облаци В този случай зарядът може потенциално да бъде пренасочен за захранване на по-малки устройства или да се съхранява в някаква форма на батерия.
В момента все още е в начален етап. Целулозният филм, който екипът тества, имаше спонтанно изходно напрежение от 260 миливолта в околната среда, докато мобилен телефон изисква изходно напрежение от около 5 волта. Но тънкостта на филмите означава, че те могат да бъдат сгънати в мащаб на устройства Air-gen, за да станат по-практични.
А фактът, че могат да бъдат направени от различни материали, означава, че устройствата могат да бъдат адаптирани към средата, в която ще се използват, казват изследователите.
Следващата стъпка ще бъде тестване на устройствата в различни среди и работа по тяхното мащабиране. Но цялостният ефект от Air-gen е реален и възможностите, които предлага, са обнадеждаващи.
Прочетете също:
Гръмотевичните облаци се зареждат до пробивно напрежение от йоносферата със скорост от 2 000 000 до 15 000 000 волта в секунда. Денонощно. Достатъчно за милиони години.
You Tube йоносферна електроцентрала (модел)