Ученые изобрели устройство, которое может непрерывно вырабатывать электричество из воздуха, используя влагу, окружающую нас всех. Новый “генератор воздуха” или Air-gen состоит из материалов с микроскопическими отверстиями, которые позволяют извлекать электричество из капель воды в воздухе. Исследователи надеются, что такая технология может стать альтернативой ископаемому топливу и помочь бороться с изменением климата. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Advanced Materials.
Энергия, скрытая в окружающем воздухе, обусловлена электрическими зарядами капель воды, которые порождают молнии. Многие попытки использовать эту энергию основывались на создании дисбаланса зарядов воды с помощью специальных устройств. Однако большинство этих методов работали лишь короткое время или требовали дорогих материалов.
Ученые из Университета Массачусетса в Амхерсте разработали устройство Air-gen, которое вырабатывает электричество за счет контакта с каплями воды, проходящими через его пористый материал. Таким образом, Air-gen создает “спонтанный и устойчивый зарядный градиент для непрерывного выхода электричества”, который “открывает широкие возможности для исследования устойчивого получения электричества из окружающего воздуха”, говорится в статье.
“Однажды мы можем получать чистое электричество буквально в любом месте и в любое время с помощью технологии Air-gen (то есть концепции ‘вездесущего питания’), потому что влажность воздуха есть круглосуточно и повсюду”, – сказал Джун Яо, доцент кафедры электротехники и компьютерных наук УМасс Амхерст и старший автор статьи.
Оказалось, что практически любой материал может стать устройством Air-gen, если он имеет отверстия размером не более 100 нанометров. На этом масштабе отверстия достаточно большие, чтобы пропускать воду из верхней камеры в нижнюю, но достаточно маленькие, чтобы капли контактировали с материалом при движении через них. В результате создается разность потенциалов в устройстве, так как капли увеличивают заряд верхнего слоя.
Микромасштабное устройство способно вырабатывать энергию эквивалентную нескольким сотням милливольт на протяжении недели, что значительно дольше других концепций генераторов воздуха. Его материальная универсальность открывает возможность масштабирования идеи для коммерческих или промышленных потребностей.
“Важно отметить, что поскольку влажность воздуха повсеместна и непрерывна 24/7, Air-gen может быть развернут почти в любом месте для непрерывного сбора энергии, преодолевая проблему периодичности существующих генераторов, ограниченных временем или местоположением”, – отмечают исследователи. “Устойчивая технология Air-gen имеет перспективные возможности” и может стать “возможной ‘зеленой’ технологией энергетики для будущего”, – заключают они.