Inženýři předvedli něco úžasného. K vytvoření zařízení, které nepřetržitě sbírá energii z vlhkého vzduchu, lze použít téměř jakýkoli materiál.
Tento vývoj ještě není připraven k praktickému využití, ale podle jeho autorů překonává některá omezení jiných energetických harvestorů. Vše, co je od materiálu požadováno, jsou nanopóry o průměru menším než 100 nanometrů. Je to asi tisícina šířky lidského vlasu, takže se to snáze řekne, než udělá, ale mnohem snadněji, než se čekalo. Takový materiál může sklízet elektřinu generovanou mikroskopickými kapičkami vody ve vlhkém vzduchu, říká tým vedený inženýrem Xiaomengem Liu z University of Massachusetts Amherst. Svůj objev nazvali „general Air-gen effect“.
„Vzduch obsahuje obrovské množství elektřiny,“ říká inženýr Jun Yao z University of Massachusetts Amherst. „Představte si mrak, který není nic jiného než masa kapiček vody. Každá z těchto kapiček obsahuje náboj a za správných podmínek může mrak produkovat blesk – ale nevíme, jak spolehlivě zachytit elektřinu z blesku. To, co jsme udělali, je vytvořit člověkem vytvořený malý mrak, který pro nás vyrábí elektřinu předvídatelně a nepřetržitě, abychom ji mohli sklízet."
Pokud vám Air-gen zní povědomě, je to proto, že tým již dříve vyvinul kombajn vzdušné energie. Jejich předchozí zařízení však bylo založeno na proteinových nanovláknech pěstovaných bakterií zvanou Geobacter sulfurreducens. Ale jak se ukázalo, bakterie není nutná.
„Po objevu Geobacter jsme si uvědomili, že schopnost generovat elektřinu ze vzduchu – to, co jsme tehdy nazývali „efekt vzduchového genu“ – se ukazuje jako univerzální: doslova jakýkoli materiál může získávat elektřinu ze vzduchu, pokud má určitou majetek,“ vysvětluje Yao. Touto vlastností jsou nanopóry a jejich velikost závisí na střední volné dráze molekul vody ve vlhkém vzduchu. Toto je vzdálenost, kterou může molekula vody urazit ve vzduchu, než se srazí s jinou molekulou vody.
Zařízení Air-gen je vyrobeno z tenkého filmu materiálu, jako je celulóza, hedvábný protein nebo oxid grafenu. Molekuly vody ve vzduchu mohou snadno proniknout do nanopórů a přesunout se z horní části fólie do spodní části, ale během pohybu narazí na strany póru. Přenášejí náboj materiálu, vytvářejí jeho nahromadění, a jak více molekul vody vstupuje do horní části filmu, dochází k nerovnováze náboje mezi oběma stranami.
To vede k efektu podobnému tomu, který vidíme u mraků, které generují blesky: stoupající vzduch vytváří více srážek mezi kapkami vody v horní části mraku, což vede k přebytku kladného náboje ve vyšších oblacích a přebytku záporného náboje v horní části oblaku. ty nižší mraky V tomto případě by mohlo být nabití potenciálně přesměrováno k napájení menších zařízení nebo uloženo v nějaké formě baterie.
Zatím je to stále v rané fázi. Celulózový film, který tým testoval, měl v okolním prostředí spontánní výstupní napětí 260 milivoltů, zatímco mobilní telefon vyžaduje výstupní napětí asi 5 voltů. Ale tenkost fólií znamená, že je lze složit do měřítka zařízení Air-gen, aby byly praktičtější.
A skutečnost, že mohou být vyrobena z různých materiálů, znamená, že zařízení lze přizpůsobit prostředí, ve kterém budou používána, říkají vědci.
Dalším krokem bude testování zařízení v různých prostředích a práce na jejich škálování. Ale celkový efekt Air-gen je skutečný a možnosti, které nabízí, jsou nadějné.
Přečtěte si také:
Bouřková mračna jsou nabíjena k průraznému napětí z ionosféry rychlostí 2 000 000 až 15 000 000 voltů za sekundu. XNUMX hodin denně. Vystačí na miliony let.
Ionosférická elektrárna You Tube ( model )