Inžinieriai įrodė, kad beveik iš bet kokios medžiagos galima sukurti prietaisą, kuris nuolat kaupia energiją iš drėgno oro, praneša „Science Alert“.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Tai nėra praktiniam naudojimui parengtas kūrinys, tačiau mokslininkai teigia, kad prietaisas įveikia kai kuriuos kitų energijos surinkimo įrenginių trūkumus. Tereikia, kad medžiaga būtų su mažesnėmis nei 100 nanometrų skersmens nanoporomis – tai maždaug tūkstantoji žmogaus plauko pločio dalis.
Tokia medžiaga gali surinkti elektros energiją, kurią sukuria drėgname ore esantys mikroskopiniai vandens lašeliai, teigia Masačusetso Amhersto universiteto inžinieriaus Xiaomeng Liu vadovaujama komanda.
Savo atradimą jie pavadino „bendruoju oro geno efektu“ (angl. Generic air-gen effect).
„Ore yra labai daug elektros energijos. Pagalvokite apie debesį, kuris yra ne kas kita kaip vandens lašelių masė. Kiekvienas iš tų lašelių turi krūvį, ir kai sąlygos tinkamos, debesis gali sukelti žaibą – tačiau mes nežinome, kaip patikimai užfiksuoti žaibo elektrą. Mes sukūrėme tarsi nedidelį debesį, kuris mums prognozuojamai ir nuolat gamintų elektrą, kad galėtume ją surinkti“, – teigė mokslininkas.
Jei „Air-gen“ skamba pažįstamai, taip yra todėl, kad komanda jau anksčiau buvo sukūrusi oro energijos surinkėją. Tačiau jų ankstesnis prietaisas rėmėsi baltyminiais nanovamzdeliais, išaugintais bakterijos Geobacter sulfurreducens.
Pasirodo, bakterija nėra būtina.
„Po Geobacter atradimo supratome, kad gebėjimas generuoti elektrą iš oro, pasirodo, yra bendras: tiesiogine prasme bet kokia medžiaga gali surinkti elektrą iš oro, jei tik ji turi tam tikrą savybę“, – aiškino tyrėjas.
Ta savybė – tai nanoporos.
Bendrasis „Air-gen“ prietaisas pagamintas iš plonos medžiagos plėvelės, pavyzdžiui, celiuliozės, šilko baltymo ar grafeno oksido. Vandens molekulės ore gali lengvai patekti į nanoporas ir keliauti iš plėvelės viršaus į apačią, tačiau keliaudamos jos atsitrenkia į porų šonus.
Jos perduoda krūvį medžiagai, todėl susidaro sankaupa, o kadangi į plėvelės viršų patenka daugiau vandens molekulių, tarp abiejų pusių atsiranda krūvio disbalansas.
Dėl to susidaro efektas, panašus į tą, kurį matome žaibus kuriančiuose debesyse: kylantis oras sukelia daugiau susidūrimų tarp vandens lašelių debesies viršuje, todėl aukštesniuose debesyse susidaro teigiamo krūvio perteklius, o žemesniuose – neigiamo krūvio perteklius.
Šiuo atveju krūvį būtų galima nukreipti mažiems prietaisams maitinti arba kaupti kokioje nors baterijoje.
Šiuo metu tai dar tik pradinis etapas. Komandos išbandytos celiuliozės plėvelė sukūrė 260 milivoltų, o mobiliajam telefonui reikia maždaug 5 voltų įtampos.
