Badacze z University of Massachusetts Amherst uważają, że możliwe jest ciągłe zbieranie energii elektrycznej z wilgotnego powietrza przy użyciu niemal dowolnego materiału. Technika, która została szczegółowo opisana w czasopiśmie Advanced Materials, została porównana do chmury stworzonej przez człowieka.
Jun Yao, kierownik projektu, przypomina nam, że powietrze zawiera ogromną ilość energii. Yao wskazuje na chmurę, która jest niczym innym jak zbiorem kropelek wody zawierających ładunki. Gdy warunki są odpowiednie, chmura może wytworzyć ogromną ilość energii elektrycznej w postaci błyskawicy. Niestety, nie mamy niezawodnego sposobu na przechwytywanie energii elektrycznej z błyskawicy.
To, co proponują Yao i jego zespół, to stworzenie urządzenia imitującego działanie chmury, które w przewidywalny i ciągły sposób wytwarza energię elektryczną.
Przełom opiera się na wcześniejszych badaniach, w których Yao ze współpracownikami wykazali, jak pozyskiwać energię elektryczną z powietrza za pomocą nanodrutów białkowych wykonanych z bakterii Geobacter sulfurreducens.
Po odkryciu Geobacter zespół zdał sobie sprawę, że prawie każdy materiał może być użyty do pozyskiwania energii elektrycznej z powietrza, o ile ma otwory mniejsze niż 100 nanometrów. W związku z tym nazwali tę technikę ogólnym efektem „Air-gen”.
„Chmura byłaby wykonana z cienkiej warstwy materiału wypełnionej nanoporami mniejszymi niż 100 nm, które przepuszczałyby cząsteczki wody z górnej do dolnej części materiału. Ale ponieważ każdy otwór jest tak mały, cząsteczki wody łatwo wpadałyby na krawędź porów podczas przechodzenia przez cienką warstwę. Oznacza to, że górna część warstwy byłaby bombardowana znacznie większą liczbą cząsteczek wody przenoszących ładunek niż dolna część, tworząc nierównowagę ładunku, podobnie jak w chmurze, ponieważ górna część zwiększała swój ładunek w stosunku do dolnej części. W ten sposób powstałaby bateria, która działałaby tak długo, jak długo w powietrzu jest wilgoć”. – EurekAlertfot.Derek Lovley/Ella Maru Studio
Ta elastyczność pozwala na wykonanie chmury z dosłownie wszystkich rodzajów materiałów, powiedział Yao. Chmury można zaprojektować przy użyciu najbardziej opłacalnych lub przyjaznych dla środowiska materiałów dla określonego regionu.
Można wyobrazić sobie urządzenia wykonane z jednego rodzaju materiału dla środowisk lasów deszczowych, a innego dla bardziej suchych regionów.
– dodał Yao.
Ponieważ technika ta opiera się wyłącznie na wilgotności, może działać przez całą dobę i niezależnie od czynników takich jak światło słoneczne, opady deszczu czy siła wiatru. Każde urządzenie Air-gen jest również niezwykle cienkie (ułamek szerokości ludzkiego włosa), co oznacza, że wiele tysięcy można układać jedne na drugim, aby zwiększyć wydajność energetyczną bez tworzenia czegoś o ogromnej powierzchni.
„Otwieramy szerokie drzwi do pozyskiwania czystej energii elektrycznej z rozrzedzonego powietrza” – powiedział Xiaomeng Liu, główny autor artykułu.
Wszystko to brzmi świetnie na papierze, ale podobnie jak praktycznie każdy inny przełom w dziedzinie czystej energii, trudno jest się tym zbytnio ekscytować, dopóki nie zostanie pomyślnie zademonstrowany w prawdziwym świecie. Miejmy nadzieję, że pewnego dnia to rozwiązanie wyjdzie z laboratorium naukowego i stanie się rzeczywistością.