Найден способ получать чистую энергию только лишь из воздуха
Все, что нужно материалу, — это нанопоры диаметром менее 100 нанометров. Это примерно одна тысячная ширины человеческого волоса. По словам группы разработчиков из Массачусетского университета в Амхерсте (США), такой материал может собирать электричество, вырабатываемое микроскопическими каплями воды во влажном воздухе. Они назвали свое открытие «общим эффектом Air-gen», сообщает ScienceAlert. Научная статья с описанием разработки вышла в Advanced Materials.
«В воздухе содержится огромное количество электричества. Подумайте об облаке, которое представляет собой не что иное, как массу капель воды. Каждая из этих капель содержит заряд, и при подходящих условиях облако может произвести разряд молнии, но мы не знаем, как надежно улавливать это электричество. Мы создали небольшое искусственное облако, которое предсказуемо и непрерывно производит электричество, которое, в свою очередь, мы можем собирать. Буквально любой материал может собирать электричество из воздуха, пока у него есть определенное свойство», — говорит инженер Джун Яо.
Это нанопоры, и их размер зависит от расстояния, которое молекула воды может пройти в воздухе, прежде чем столкнется с другой молекулой воды во влажном воздухе.
Типовое устройство Air-gen изготовлено из тонкой пленки, например, целлюлозы, шелка или оксида графена. Молекулы воды в воздухе могут легко проникать в нанопоры и перемещаться от верхней части пленки к нижней, но при движении они сталкиваются с боковыми сторонами поры. Они передают заряд материалу, вызывая его накопление, а поскольку больше молекул воды попадает в верхнюю часть пленки, между двумя сторонами возникает дисбаланс заряда.
Эффект аналогичен тому, что мы наблюдаем в грозовых облаках: поднимающийся воздух создает больше столкновений между каплями воды в верхней части облака, что приводит к избытку положительного заряда в выше и избытку отрицательного заряда ниже. В устройстве заряд потенциально может быть перенаправлен на питание небольших устройств или сохранен в каком-либо аккумуляторе.
Целлюлозная пленка, которую тестировала команда, имела спонтанное выходное напряжение 260 милливольт, тогда как для мобильного телефона требуется выходное напряжение около 5 вольт. Но толщина пленок означает, что их можно накладывать друг на друга, чтобы масштабировать устройства Air-gen, чтобы сделать их более практичными.