Οι μηχανικοί έχουν δείξει κάτι εκπληκτικό. Σχεδόν οποιοδήποτε υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία μιας συσκευής που συλλέγει συνεχώς ενέργεια από υγρό αέρα.
Αυτή η εξέλιξη δεν είναι ακόμη έτοιμη για πρακτική χρήση, αλλά σύμφωνα με τους συγγραφείς της, ξεπερνά ορισμένους από τους περιορισμούς άλλων μηχανών συγκομιδής ενέργειας. Το μόνο που απαιτείται από το υλικό είναι νανοπόροι με διάμετρο μικρότερη από 100 νανόμετρα. Είναι περίπου το ένα χιλιοστό του πλάτους μιας ανθρώπινης τρίχας, επομένως είναι πιο εύκολο να το λες παρά να το κάνεις, αλλά πολύ πιο εύκολο από το αναμενόμενο. Ένα τέτοιο υλικό μπορεί να συλλέξει ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από μικροσκοπικά σταγονίδια νερού σε υγρό αέρα, λέει μια ομάδα με επικεφαλής τον μηχανικό Xiaomeng Liu του Πανεπιστημίου της Μασαχουσέτης Amherst. Ονόμασαν την ανακάλυψή τους «γενικό φαινόμενο Air-gen».
«Ο αέρας περιέχει τεράστια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας», λέει ο μηχανικός Jun Yao του Πανεπιστημίου της Μασαχουσέτης Amherst. «Φανταστείτε ένα σύννεφο, που δεν είναι παρά μια μάζα σταγονιδίων νερού. Κάθε ένα από αυτά τα σταγονίδια περιέχει ένα φορτίο και κάτω από τις κατάλληλες συνθήκες, το σύννεφο μπορεί να παράγει κεραυνούς - αλλά δεν ξέρουμε πώς να συλλάβουμε αξιόπιστα την ηλεκτρική ενέργεια από τον κεραυνό. Αυτό που κάναμε είναι να δημιουργήσουμε ένα ανθρωπογενές μικρό σύννεφο που παράγει ηλεκτρική ενέργεια για εμάς προβλέψιμα και συνεχώς, ώστε να μπορούμε να τη συγκομίζουμε».
Αν το Air-gen σας φαίνεται οικείο, αυτό οφείλεται στο ότι η ομάδα έχει αναπτύξει στο παρελθόν έναν συλλέκτη ενέργειας αέρα. Ωστόσο, η προηγούμενη συσκευή τους βασιζόταν σε νανοσύρματα πρωτεΐνης που αναπτύχθηκαν από ένα βακτήριο που ονομάζεται Geobacter sulfurreducens. Όμως, όπως αποδείχθηκε, το βακτήριο δεν είναι απαραίτητο.
«Μετά την ανακάλυψη του Geobacter, συνειδητοποιήσαμε ότι η ικανότητα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από τον αέρα - αυτό που τότε ονομάζαμε «φαινόμενο του γονιδίου του αέρα» - αποδεικνύεται καθολική: κυριολεκτικά οποιοδήποτε υλικό μπορεί να συλλέξει ηλεκτρισμό από τον αέρα εάν έχει ένα συγκεκριμένο ιδιοκτησία», εξηγεί ο Γιάο. Αυτή η ιδιότητα είναι οι νανοπόροι και το μέγεθός τους εξαρτάται από τη μέση ελεύθερη διαδρομή των μορίων του νερού στον υγρό αέρα. Αυτή είναι η απόσταση που μπορεί να διανύσει ένα μόριο νερού στον αέρα πριν συγκρουστεί με ένα άλλο μόριο νερού.
Η συσκευή Air-gen είναι κατασκευασμένη από ένα λεπτό φιλμ υλικού όπως κυτταρίνη, πρωτεΐνη μεταξιού ή οξείδιο γραφενίου. Τα μόρια του νερού στον αέρα μπορούν εύκολα να διαπεράσουν τους νανοπόρους και να μετακινηθούν από το πάνω μέρος της μεμβράνης στο κάτω μέρος, αλλά κατά τη διάρκεια της κίνησης προσκρούουν στις πλευρές του πόρου. Μεταφέρουν το φορτίο του υλικού, δημιουργώντας μια συσσώρευσή του, και καθώς περισσότερα μόρια νερού εισέρχονται στην κορυφή του φιλμ, υπάρχει μια ανισορροπία φορτίου μεταξύ των δύο πλευρών.
Αυτό οδηγεί σε ένα αποτέλεσμα παρόμοιο με αυτό που βλέπουμε στα σύννεφα που δημιουργούν κεραυνούς: ο ανερχόμενος αέρας δημιουργεί περισσότερες συγκρούσεις μεταξύ σταγονιδίων νερού στην κορυφή του νέφους, με αποτέλεσμα υπερβολικό θετικό φορτίο στα υψηλότερα σύννεφα και υπερβολικό αρνητικό φορτίο στα τα κάτω σύννεφα Σε αυτήν την περίπτωση, η φόρτιση θα μπορούσε ενδεχομένως να εκτραπεί για την τροφοδοσία μικρότερων συσκευών ή να αποθηκευτεί σε κάποια μορφή μπαταρίας.
Είναι ακόμα στα αρχικά στάδια αυτή τη στιγμή. Το κυτταρινικό φιλμ που δοκίμασε η ομάδα είχε αυθόρμητη έξοδο τάσης 260 millivolt στο περιβάλλον, ενώ ένα κινητό τηλέφωνο απαιτεί τάση εξόδου περίπου 5 volt. Αλλά η λεπτότητα των μεμβρανών σημαίνει ότι μπορούν να διπλωθούν ώστε να κλιμακωθούν οι συσκευές Air-gen για να γίνουν πιο πρακτικές.
Και το γεγονός ότι μπορούν να κατασκευαστούν από διαφορετικά υλικά σημαίνει ότι οι συσκευές μπορούν να προσαρμοστούν στο περιβάλλον στο οποίο θα χρησιμοποιηθούν, λένε οι ερευνητές.
Το επόμενο βήμα θα είναι να δοκιμάσετε τις συσκευές σε διαφορετικά περιβάλλοντα και να εργαστείτε για την κλιμάκωσή τους. Αλλά το συνολικό αποτέλεσμα του Air-gen είναι πραγματικό και οι δυνατότητες που παρουσιάζει είναι ελπιδοφόρες.
Διαβάστε επίσης:
Τα σύννεφα καταιγίδας φορτίζονται σε τάση διάσπασης από την ιονόσφαιρα με ρυθμό 2 έως 000 βολτ ανά δευτερόλεπτο. Ολο το εικοσιτετράωρο. Αρκετά για εκατομμύρια χρόνια.
You Tube Ionospheric Power Station ( μοντέλο )