Znanstvenici pronašli način sakupljanja čiste energije samo iz zraka Tehnologija
Rea
05.05.2024.
528 
1
Novi materijali - Ocjena 0/5 (0 glasova)
Inženjeri su pokazali nešto nevjerojatno. Gotovo svaki materijal može se koristiti za izradu uređaja koji kontinuirano skuplja energiju iz vlažnog zraka.
To nije razvoj koji je spreman za praktičnu primjenu, ali, kažu njegovi kreatori, nadilazi neka od ograničenja drugih žetelica. Svi potrebni materijali moraju biti napunjeni nanoporama promjera manjeg od 100 nanometara. To je otprilike tisućinka širine ljudske vlasi, što je lakše reći nego učiniti, ali mnogo jednostavnije od očekivanog.
Takav materijal može sakupljati električnu energiju koju stvaraju mikroskopske kapljice vode u vlažnom zraku, tvrdi tim predvođen inženjerom Xiaomeng Liuom sa Sveučilišta Massachusetts Amherst.
Svoje su otkriće nazvali "generički Air-gen efekt".
"Zrak sadrži ogromnu količinu elektriciteta", kaže inženjer Jun Yao s UMass Amherst.
"Zamislite oblak, koji nije ništa više od mase kapljica vode. Svaka od tih kapljica sadrži naboj, a kada su uvjeti pogodni, oblak može proizvesti munju - ali ne znamo kako pouzdano uhvatiti električnu energiju od munje. Ono što smo učinili jest stvoriti oblak malog opsega koji su izgradili ljudi i koji za nas proizvodi električnu energiju na predvidljiv način i kontinuirano kako bismo je mogli sakupljati."
Ako Air-gen zvuči poznato, to je zato što je tim prethodno razvio sakupljač energije iz zraka. Međutim, njihov raniji uređaj oslanjao se na proteinske nanožice koje uzgaja bakterija Geobacter sulfurreducens.
Pa, kako se ispostavilo, bakterija nije potrebna.
"Ono što smo shvatili nakon što smo otkrili Geobacter jest da se sposobnost generiranja električne energije iz zraka – ono što smo tada nazvali 'Air-gen efekt' - pokazala generičkom: doslovno bilo koja vrsta materijala može sakupljati električnu energiju iz zraka, kao sve dok ima određeno svojstvo", objašnjava Yao.
To svojstvo su nanopore, a njihova veličina ovisi o slobodnom srednjem putu molekula vode u vlažnom zraku. To je udaljenost koju molekula vode može prijeći u zraku prije nego što se sudari s drugom molekulom vode.
Generički Air-gen uređaj napravljen je od tankog sloja materijala, poput celuloze, proteina svile ili grafen oksida. Molekule vode u zraku mogu lako ući u nanopore i putovati od vrha filma do dna, ali tijekom putovanja nalijeću na rubove pora.
Ovi prijenosi naboja na materijal stvaraju nakupljanje, a budući da više molekula vode ulazi u vrh filma, dolazi do neravnoteže naboja između dviju strana.
To proizvodi učinak sličan onom koji vidimo u oblacima koji stvaraju munje: zrak koji se diže stvara više sudara između kapljica vode na vrhu oblaka, što rezultira viškom pozitivnog naboja u višim oblacima i viškom negativnog naboja u nižim.
U ovom slučaju, punjenje bi se potencijalno moglo preusmjeriti na napajanje malih uređaja ili pohraniti u neku vrstu baterije.
Trenutno je još uvijek u ranoj fazi. Celulozni film koji je tim testirao imao je spontani izlazni napon od 260 milivolti u ambijentalnom okruženju, dok je za mobilni telefon potreban izlazni napon od oko 5 volti. Ali tankoća filmova znači da bi se mogli slagati na skali Air-gen uređaja kako bi bili praktičniji.
A činjenica da se mogu izraditi od različitih materijala znači da se uređaji mogu prilagoditi okruženju u kojem će se koristiti, kažu istraživači.
"Ideja je jednostavna, ali nikad prije nije otkrivena i otvara razne mogućnosti", kaže Yao. "Možete zamisliti žetelice napravljene od jedne vrste materijala za okruženja prašuma, a druge za sušnija područja."
Sljedeći korak bio bi testiranje uređaja u različitim okruženjima i rad na njihovom skaliranju. Ali generički učinak Air-gena je stvaran, a mogućnosti koje predstavlja ulijevaju nadu.
"Ovo je vrlo uzbudljivo", kaže Liu. "Otvaramo široka vrata za sakupljanje čiste električne energije iz zraka."
Istraživanje je objavljeno u Advanced Materials.
Izvor: https://www.sciencealert.com/scientists-find-a-way-to-harvest-clean-energy-from-nothing-but-air
Najnovije
Popularno
Komentari
