Ученые создали генератор электричества из грецкого ореха и капли воды
Ученые из Университета Ватерлоо (Канада) разработали устройство размером с монету, которое получает электричество из самых обычных отходов — скорлупы грецких орехов — и всего одной капли воды. Исследование опубликовано в журнале Energy & Environmental Materials.
Идея родилась случайно. Аспирант факультета машиностроения и мехатроники Назмул Хоссейн заметил под электронным микроскопом, что поверхность ореховой скорлупы покрыта сложным узором каналов. Эти структуры помогают ореху проводить влагу и питательные вещества, но оказались пригодными и для другой задачи — генерации электричества.
«Все происходит буквально с одной каплей воды и природной архитектурой скорлупы, — объясняет Хоссейн. — Не нужны дробление, химическая обработка или сложные технологии. Это простой, но мощный пример того, как отходы превращаются в энергию».
Созданный Water-Evaporation Generator (WEG) работает благодаря испарению. Когда капля воды исчезает с поверхности скорлупы, заряженные частицы — ионы — начинают двигаться по естественным порам материала. Это движение создает электрический дисбаланс, который и превращается в ток. По сути, устройство улавливает ту самую энергию, которая обычно теряется в процессе испарения.
Ученые проверили разные типы скорлупы: фундука, миндаля и других орехов. Лучшими оказались грецкие орехи — они показали наибольшую эффективность и стабильность. Для работы скорлупу очищают, полируют и придают форму, затем помещают в 3D-печатный корпус с электродами и проводами. Одна такая мини-ячейка дает малую мощность, но четыре соединенные вместе уже смогли запитать калькулятор с жидкокристаллическим экраном.
Хотя масштабы пока скромные, исследователи видят в технологии большой потенциал. По словам Хоссейна, такие генераторы могут питать небольшую электронику: датчики для мониторинга лесов, умные гаджеты, носимую медицинскую технику, оборудование для ликвидации последствий стихийных бедствий. Главное преимущество — независимость от батарей и сетевого электричества. Достаточно лишь капли воды из воздуха, пота или дождя.
Сейчас команда экспериментирует с носимыми версиями устройства. Планируется, что оно сможет собирать энергию с кожи человека во время тренировки или с одежды под дождем. Другие варианты применения — датчики утечек воды в зданиях. Ученые уже пробовали заменять скорлупу деревом, но именно грецкий орех показал наилучший результат.
