Вчені знайшли спосіб отримувати енергію з повітря, використовуючи майже будь-який матеріал
Краплі води, що звисають у повітрі, падають на нанопористий матеріал, схожий на спагетті, виробляючи електроенергію, яка протікає через електроди (жовтий прямокутник), щоб живити все, що потребує живлення
Практично будь-який матеріал можна використовувати для перетворення енергії вологості повітря в електрику, виявили вчені у відкритті, яке може призвести до постійного виробництва чистої енергії з невеликим забрудненням.
Дослідження, опубліковане в статті в Advanced Materials , спирається на роботу 2020 року, яка вперше показала, що енергію можна отримати з вологи в повітрі за допомогою матеріалу, зібраного з бактерій.
Нове дослідження показує, що можна використовувати майже будь-який матеріал, як-от дерево чи кремній, за умови, що його можна роздрібнити на дрібні частинки та переробити з мікроскопічними порами. Але є багато запитань про те, як масштабувати продукт.
«Те, що ми винайшли, ви можете собі уявити, це схоже на невелику хмару, створену людиною», — сказав Джун Яо, професор інженерії в Університеті Массачусетса в Амгерсті та старший автор дослідження.
«Це дійсно дуже легкодоступне, величезне джерело постійної чистої електроенергії. Уявіть собі, що чиста електроенергія доступна скрізь, де б ви не були».
Це може включати ліс, під час походу на гору, у пустелі, у сільській місцевості чи на дорозі.
Генератор з повітряним двигуном, відомий як «Air-gen», забезпечуватиме безперервну чисту електроенергію, оскільки він використовує енергію від вологості, яка завжди присутня, а не залежить від сонця чи вітру. На відміну від сонячних панелей або вітрових турбін, які потребують певних умов для процвітання, Air-gens може працювати де завгодно, сказав Яо.
Однак менша вологість означатиме, що можна буде зібрати менше енергії, додав він. Зима з більш сухим повітрям вироблятиме менше енергії, ніж літо.
| Пристрій, розміром з ніготь і тонший за одну волосину, усіяний крихітними отворами, відомими як нанопори. Отвори мають діаметр менше 100 нанометрів, або менше тисячної частини ширини пасма людського волосся. |
Крихітні отвори пропускають воду в повітрі таким чином, що створює дисбаланс заряду у верхній і нижній частинах пристрою, фактично створюючи акумулятор, який працює безперервно.
«Ми широко відкриваємо двері для збору чистої електроенергії з повітря», — сказав у своїй заяві Сяомен Лю, ще один автор і аспірант інженерії UMass.
У той час як один прототип виробляє лише невелику кількість енергії — майже достатньо, щоб висвітлити крапку світла на великому екрані — через його розмір, Яо сказав, що Air-gens можна покласти один на одного, потенційно з повітряним простором між ними.
Зберігання електроенергії – це окреме питання, додав він.
Яо підрахував, що приблизно 1 мільярд Air-gens, зібраних приблизно розміром з холодильник, може виробляти кіловат і частково живити будинок в ідеальних умовах. Команда сподівається зменшити як кількість необхідних пристроїв, так і простір, який вони займають, зробивши інструмент більш ефективним. Зробити це може бути складно.
Спочатку вчені повинні визначити, який матеріал буде найбільш ефективним для використання в різних кліматичних умовах. Зрештою Яо сказав, що сподівається розробити стратегію, щоб зробити пристрій більшим, не блокуючи вологість, яку можна вловити. Він також хоче з’ясувати, як ефективно розташувати пристрої один на одному та як сконструювати Air-gen так, щоб пристрій одного розміру захоплював більше енергії.
Незрозуміло, скільки часу це займе.
«Як тільки ми оптимізуємо це, ви зможете розмістити його де завгодно», — сказав Яо.
Його можна вставити в фарбу на стінах будинку, зробити у великих масштабах у невикористаному просторі в місті або розкидати у важкодоступних приміщеннях офісу. І оскільки він може використовувати майже будь-який матеріал, він може видобувати менше з навколишнього середовища, ніж інші відновлювані види енергії.
«Вся земля вкрита товстим шаром вологи», — сказав Яо. «Це величезне джерело чистої енергії. Це лише початок використання цього».
Джерело: The Washington Post