Производство электроэнергии из искусственных «облаков» решит проблему дефицита электроэнергии в будущем.

Следуя примеру фокусника, ученые придумали способ получения электроэнергии из воздуха.

Производство электроэнергии из искусственных «облаков» решит проблему нехватки электроэнергии в будущем.

Новое исследование предложило метод, позволяющий любому материалу генерировать постоянный поток электричества из влаги в воздухе. Всё, что для этого нужно, — это пара электродов и специальный материал с множеством мельчайших пор диаметром менее 100 нанометров (менее 1/1000 толщины человеческого волоса).

Что касается принципа работы устройства, то, согласно журналу Advanced Materials, вода протекает через крошечные отверстия, генерируя электричество за счёт накопления электрического заряда, переносимого молекулами воды. Этот процесс, по сути, аналогичен тому, как облака генерируют электричество, высвобождая электрическую энергию в виде молний. Поскольку в воздухе всегда присутствует влага, устройство может работать днём и ночью, в любых погодных условиях, в отличие от других видов возобновляемой энергии, таких как энергия ветра или солнца.

Недавнее открытие основано на том факте, что воздух полон электрического заряда: облака накапливают заряд. Однако, по словам старшего автора исследования Цзюня Яо, инженера-электрика из Массачусетского университета в Амхерсте, получить электричество из облаков сложно.

Вместо этого Яо и его коллеги обнаружили, что это можно воспроизвести. Ранее исследователи создали устройство, которое использовало белок, полученный из бактерий, для генерации электроэнергии из влаги в воздухе. Но позже они поняли, что многие другие материалы могут обладать схожими свойствами, если они изготовлены с достаточно малыми порами. Согласно новому исследованию, этот тип устройства для сбора энергии, которое авторы назвали «Air-gen», имея в виду его способность получать электричество из воздуха, может быть изготовлен из «широкого спектра неорганических, органических и биологических материалов».

Для устройства Air-gen требуется только одна пара электродов и материал с мелкими порами.

Молекулы воды могут преодолевать в воздухе расстояние около 100 нанометров, прежде чем столкнуться друг с другом. При прохождении воды через тонкий материал с отверстиями точно заданного размера заряды, как правило, накапливаются в его верхней части. Поскольку нижнего слоя достигает меньше молекул, возникает дисбаланс зарядов, подобный тому, что происходит в облаках, — по сути, создавая аккумулятор, работающий на влажности, который, по-видимому, применим не только для завивки волос. Электроды по обеим сторонам материала передают заряд туда, где требуется питание.

А поскольку эти материалы настолько тонкие, их можно складывать вместе и даже генерировать несколько киловатт энергии.

В будущем Яо предвидит все: от небольших устройств Air-gen, способных питать носимые устройства, до устройств, способных вырабатывать достаточно энергии для обеспечения всего домохозяйства.

Однако, по словам Яо, прежде чем все это произойдет, его команде необходимо выяснить, как собирать электроэнергию с большей площади поверхности и как лучше всего устанавливать панели вертикально, чтобы увеличить мощность устройства, не занимая при этом лишнего места.

Однако он воодушевлён будущим потенциалом этой технологии. «Я мечтаю, что когда-нибудь мы сможем использовать чистую электроэнергию везде и всегда, используя технологию Air-gen», — сказал Яо.

Источник: https://baoquocte.vn/san-xuat-dien-tu-dam-may-nhan-tao-se-giai-bai-toan-thieu-dien-trong-tuong-lai-229640.html