การผลิตไฟฟ้าจาก “เมฆ” เทียมจะช่วยแก้ปัญหาการขาดแคลนไฟฟ้าในอนาคต

นักวิทยาศาสตร์ ได้คิดค้นวิธีสร้างไฟฟ้าจากอากาศบางๆ โดยอาศัยแนวทางของนักมายากล

Sản xuất điện từ 'đám mây' nhân tạo sẽ giải bài toán thiếu điện trong tương lai

การผลิตไฟฟ้าจาก 'เมฆ' เทียม จะช่วยแก้ปัญหาการขาดแคลนไฟฟ้าในอนาคตได้

งานวิจัยใหม่ได้เสนอวิธีการที่ทำให้วัสดุใดๆ ก็ตามสามารถสร้างกระแสไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่องจากความชื้นในอากาศ สิ่งที่จำเป็นมีเพียงอิเล็กโทรดคู่หนึ่งและวัสดุพิเศษที่มีรูพรุนขนาดเล็กจำนวนมาก ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 100 นาโนเมตร (น้อยกว่า 1 ใน 1,000 ของความหนาของเส้นผมมนุษย์)

สำหรับวิธีการทำงานของอุปกรณ์นี้ วารสาร Advanced Materials ระบุว่า น้ำจะไหลผ่านรูเล็กๆ ก่อให้เกิดกระแสไฟฟ้าจากการสะสมของประจุไฟฟ้าที่โมเลกุลของน้ำนำพา กระบวนการนี้โดยพื้นฐานแล้วคล้ายคลึงกับวิธีที่เมฆสร้างกระแสไฟฟ้าโดยการปล่อยพลังงานไฟฟ้าออกมาในรูปแบบของฟ้าผ่า เนื่องจากความชื้นอยู่ในอากาศตลอดเวลา อุปกรณ์นี้จึงสามารถทำงานได้ทั้งกลางวันและกลางคืนในทุกสภาพอากาศ ซึ่งแตกต่างจากการผลิตพลังงานหมุนเวียนรูปแบบอื่นๆ เช่น พลังงานลมหรือพลังงานแสงอาทิตย์

การค้นพบล่าสุดนี้มีพื้นฐานอยู่บนข้อเท็จจริงที่ว่าอากาศเต็มไปด้วยประจุไฟฟ้า เมฆจึงสะสมประจุไฟฟ้า แต่การสร้างกระแสไฟฟ้าจากเมฆนั้นเป็นเรื่องยาก จุนเหยา วิศวกรไฟฟ้าจากมหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ แอมเฮิร์สต์ ผู้เขียนงานวิจัยอาวุโส ระบุว่า

ในทางกลับกัน เหยาและเพื่อนร่วมงานของเขาพบว่ามันสามารถจำลองแบบได้ ก่อนหน้านี้นักวิจัยได้สร้างอุปกรณ์ที่ใช้โปรตีนที่ได้จากแบคทีเรียเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าจากความชื้นในอากาศ แต่ต่อมาพวกเขาได้ตระหนักว่าวัสดุอื่นๆ อีกมากมายอาจมีคุณสมบัติคล้ายคลึงกัน ตราบใดที่มีรูพรุนขนาดเล็กเพียงพอ จากการศึกษาครั้งใหม่ อุปกรณ์เก็บเกี่ยวพลังงานชนิดนี้ ซึ่งผู้เขียนงานวิจัยเรียกว่า "Air-gen" หมายถึงความสามารถในการดึงกระแสไฟฟ้าจากอากาศ สามารถผลิตได้จาก "วัสดุอนินทรีย์ อินทรีย์ และชีวภาพหลากหลายชนิด"

Thiết bị Air-gen chỉ yêu cầu một cặp điện cực và vật liệu được thiết kế với các lỗ nhỏ.

อุปกรณ์ Air-gen ต้องใช้เพียงคู่อิเล็กโทรดหนึ่งคู่และวัสดุที่ออกแบบให้มีรูพรุนขนาดเล็ก

โมเลกุลของน้ำสามารถเคลื่อนที่ผ่านอากาศได้ประมาณ 100 นาโนเมตรก่อนที่จะ "ชน" กัน เมื่อน้ำเคลื่อนที่ผ่านวัสดุบางๆ ที่มีรูพรุนขนาดพอดี ประจุไฟฟ้ามักจะสะสมอยู่ที่ด้านบนของวัสดุ เนื่องจากมีโมเลกุลน้อยกว่าที่ไปถึงชั้นล่างสุด จึงทำให้เกิดความไม่สมดุลของประจุไฟฟ้าคล้ายกับที่เกิดขึ้นในเมฆ ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคือการสร้างแบตเตอรี่ที่ใช้พลังงานจากความชื้น ซึ่งดูเหมือนจะมีประโยชน์มากกว่าแค่การม้วนผม ขั้วไฟฟ้าทั้งสองด้านของวัสดุจะนำประจุไฟฟ้าไปยังส่วนที่ต้องการพลังงาน

และเนื่องจากวัสดุเหล่านี้มีความบางมาก จึงสามารถวางซ้อนกันและสร้างพลังงานได้หลายกิโลวัตต์

ในอนาคต Yao มองเห็นทุกสิ่งทุกอย่างตั้งแต่อุปกรณ์ Air-gen ขนาดเล็กที่สามารถจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์สวมใส่ได้ ไปจนถึงอุปกรณ์ที่สามารถให้พลังงานเพียงพอสำหรับใช้ในครัวเรือนทั้งหลังได้

อย่างไรก็ตาม ก่อนที่สิ่งเหล่านั้นจะเกิดขึ้นได้ Yao กล่าวว่าทีมของเขาจำเป็นต้องคิดหาวิธีที่จะรวบรวมไฟฟ้าบนพื้นที่ผิวที่กว้างขึ้น และวิธีที่ดีที่สุดในการวางแผงโซลาร์เซลล์ซ้อนกันในแนวตั้งเพื่อเพิ่มพลังงานให้กับอุปกรณ์โดยไม่ต้องใช้พื้นที่เพิ่มเติม

อย่างไรก็ตาม เขารู้สึกตื่นเต้นกับศักยภาพในอนาคตของเทคโนโลยีนี้ “ความฝันของผมคือสักวันหนึ่งเราจะสามารถใช้ไฟฟ้าสะอาดได้ทุกที่ ทุกเวลา โดยใช้เทคโนโลยี Air-gen” เหยากล่าว

แหล่งที่มา