Технологии
Учени откриха начин да получават чиста енергия само от въздуха
Financial Tribune
Почти всеки материал може да се използва за създаване на устройство, което непрекъснато събира енергия от влажен въздух.
Това не е разработка, която е готова за практическо приложение, но според създателите ѝ тя преодолява някои от ограниченията на други устройства за събиране на енергия. Единственото, от което се нуждае материалът, е да бъде покрит с нанопори с диаметър по-малък от 100 нанометра. Това е около една хилядна от ширината на човешкия косъм, така че по-лесно е да се каже, отколкото да се направи, но е много по-просто, отколкото се очакваше, предава Science Alert.
Според екипа, ръководен от инженера Сяоменг Лиу от Масачузетския университет в Амхърст, такъв материал може да събира електричеството, генерирано от микроскопични водни капки във влажния въздух.
Те са нарекли откритието си „общ ефект на Air-gen“.
„Въздухът съдържа огромно количество електричество“, казва инженер Джун Яо от Университета в Амхърст.
„Помислете за един облак, който не е нищо повече от маса от водни капки. Всяка от тези капки съдържа заряд и когато условията са подходящи, облакът може да произведе мълния - но ние не знаем как надеждно да уловим електричеството от мълнията. Това, което направихме, е да създадем малък облак, който да произвежда електричество за нас предсказуемо и непрекъснато, така че да можем да го събираме.“
Ако Air-gen ви звучи познато, то е защото екипът преди това е разработил уред за събиране на енергия от въздуха. Предишното им устройство обаче разчиташе на протеинови нановлакна, отгледани от бактерия, наречена Geobacter sulfurreducens.
Е, както се оказва, бактерията не е необходима.
„Това, което осъзнахме след откритието на Geobacter, е, че способността за генериране на електроенергия от въздуха - това, което тогава нарекохме „Air-gen ефект“ - се оказва обща: буквално всеки вид материал може да събира електроенергия от въздуха, стига да има определено свойство“, обяснява Яо.
Това свойство са нанопорите, а размерът им се определя от средния свободен път на водните молекули във влажния въздух. Това е разстоянието, което една водна молекула може да измине във въздуха, преди да се сблъска с друга водна молекула.
Общото устройство Air-gen е изработено от тънък слой материал, като целулоза, копринен протеин или графенов оксид. Водните молекули във въздуха могат лесно да навлязат в нанопорите и да пътуват от горната част на слоя до долната, но по време на пътуването си се блъскат в страните на порите.
Те пренасят заряд към материала, като се получава натрупване, и тъй като в горната част на слоя попадат повече водни молекули, се получава дисбаланс на заряда между двете страни.
Това води до ефект, подобен на този, който наблюдаваме при облаците, предизвикващи мълнии: 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 по-ниските.
В този случай зарядът би могъл да се пренасочи за захранване на малки устройства или да се съхранява в някакъв вид батерия.
В момента този проект е все още в ранен етап. Eкипът е тествал изходящо напрежение от 260 миливолта в околната среда, докато един мобилен телефон изисква изходящо напрежение от около 5 волта. Но тънкостта на слоевете означава, че те могат да бъдат подреждани за увеличаване на мащаба на устройствата Air-gen, за да бъдат по-приложими в практиката.
А фактът, че могат да бъдат изработени от различни материали, означава, че устройствата могат да бъдат адаптирани към средата, в която ще се използват, казват изследователите.
„Идеята е проста, но никога досега не е откривана и отваря всякакви възможности“, казва Яо. „Можете да си представите уреди за събиране на реколтата, изработени от един вид материал, за средите на тропическите гори, а друг - за по-сухите региони.“
Следващата стъпка ще бъде да се тестват устройствата в различни среди, а също и да се работи за увеличаването им. Но общият ефект на Air-gen е реален, а възможностите, които той представлява, са обнадеждаващи.
„Това е много вълнуващо“, казва Лиу. „Отваряме широка врата за събиране на чиста електроенергия от въздуха.“
