Вчені з Массачусетського університету в Амгерсті кажуть, що пристрій для збору електроенергії з вологи в атмосфері можна розробити з будь-якого матеріалу, що зробить процес економічно вигіднішим та екологічним.
Старший автор дослідження Цзюнь Яо нагадує, що у повітрі міститься величезна кількість енергії – просто згадайте звичайні хмари, які, по суті, є сукупністю крапель води, що містять заряд. За відповідних умов вони можуть виробляти величезну кількість енергії, однак достатньо надійного способу вловити її поки не було розроблено.
У попередні роки команда Яо успішно випробувала спосіб отримання електроенергії з вологи у повітрі за допомогою білкових нанодротів, розроблених з бактерії Geobacter sulfurreducens. Але нові дослідження довели, що пристрій для «відлову» електроенергії можна створити з будь-якого матеріалу, який має отвори розміром менш як 100 нанометрів (приблизно 1/1000 частина ширини людської волосини).
https://s3.eu-central-1.amazonaws.com/media.my.ua/feed/137/8810e59d855eefc0759434e558afdce8.png
Розмір нанопор напряму пов’язаний з так званою «довжиною вільного пробігу молекул» – середньою відстанню, яку долає частинка за проміжок часу між зіткненнями з іншими частинками. Air-gen (як прозвали технологію дослідники) з такими крихітними отворами дасть змогу молекулам «врізатися» у їхні краї під час проходження матеріалу, тож верхній шар матеріалу буде «бомбардований» більшою кількістю частинок, ніж нижній, що створить так званий «дисбаланс зарядів» – фундаментальний принцип генерування потоку електричного заряду в хмарі, тобто блискавки.
Фактично цей процес утворить генератор електроенергії, який працюватиме допоки у повітрі буде присутня волога.
За словами вчених Air-gen можна створити з великої кількості доступних матеріалів, зокрема й найбільш економних чи екологічних – з огляду на потреби кожного окремого регіону. А оскільки робота пристрою залежить виключно від вологості, його можна використовувати цілодобово та незалежно від таких факторів, як сонячне світло, кількість опадів або сила вітру.
Дослідження було опубліковане в науковому журналі Advanced Materials.
Ученые из Массачусетского университета в Амхерсте говорят, что устройство для сбора электроэнергии из влаги в атмосфере можно разработать из любого материала, что сделает процесс экономически выгодным и экологичным.
Старший автор исследования Цзюнь Яо говорит, что в воздухе содержится огромное количество энергии – просто вспомните обычные облака, которые по сути являются совокупностью капель воды, содержащих заряд. В соответствующих условиях они могут производить огромное количество энергии, однако достаточно надежного способа «отловить» ее пока не было разработано.
В предыдущие годы команда Яо успешно опробовала способ получения электроэнергии из влаги в воздухе с помощью белковых нанопроводов, разработанных из бактерии Geobacter sulfurreducens. Но новые исследования доказали, что устройство для «отлова» электроэнергии можно создать из любого материала, имеющего отверстия размером менее 100 нанометров (примерно 1/1000 часть ширины человеческого волоса).
https://s3.eu-central-1.amazonaws.com/media.my.ua/feed/137/8810e59d855eefc0759434e558afdce8.png
Размер нанопор напрямую связан с так называемой «длиной свободного пробега молекул» – средним расстоянием, которое преодолевает частица за промежуток времени между столкновениями с другими частицами. Air-gen (как прозвали технологию исследователи) с такими крохотными отверстиями позволит молекулам «врезаться» в их края во время прохождения материала, поэтому верхний слой будет «бомбардирован» большим количеством частиц, чем нижний, что создаст так называемый «дисбаланс зарядов» – фундаментальный принцип генерирования потока электрического заряда в облаке, то есть молнии.
Фактически этот процесс образует генератор электроэнергии, который будет работать до тех пор, пока в воздухе будет присутствовать влага.
По словам ученых Air-gen можно создать из большого количества доступных материалов, в том числе наиболее экономичных или экологических – учитывая потребности каждого отдельного региона. А поскольку работа устройства зависит исключительно от влаги, его можно использовать круглосуточно и независимо от таких факторов как солнечный свет, количество осадков или сила ветра.
Исследование было опубликовано в научном журнале Advanced Materials.