Ученые из Массачусетского университета в Амхерсте говорят, что устройство для сбора электроэнергии из влаги в атмосфере можно разработать из любого материала, что сделает процесс экономически выгодным и экологичным.
Старший автор исследования Цзюнь Яо говорит, что в воздухе содержится огромное количество энергии – просто вспомните обычные облака, которые по сути являются совокупностью капель воды, содержащих заряд. В соответствующих условиях они могут производить огромное количество энергии, однако достаточно надежного способа «отловить» ее пока не было разработано.
В предыдущие годы команда Яо успешно опробовала способ получения электроэнергии из влаги в воздухе с помощью белковых нанопроводов, разработанных из бактерии Geobacter sulfurreducens. Но новые исследования доказали, что устройство для «отлова» электроэнергии можно создать из любого материала, имеющего отверстия размером менее 100 нанометров (примерно 1/1000 часть ширины человеческого волоса).
Размер нанопор напрямую связан с так называемой «длиной свободного пробега молекул» – средним расстоянием, которое преодолевает частица за промежуток времени между столкновениями с другими частицами. Air-gen (как прозвали технологию исследователи) с такими крохотными отверстиями позволит молекулам «врезаться» в их края во время прохождения материала, поэтому верхний слой будет «бомбардирован» большим количеством частиц, чем нижний, что создаст так называемый «дисбаланс зарядов» – фундаментальный принцип генерирования потока электрического заряда в облаке, то есть молнии.
Фактически этот процесс образует генератор электроэнергии, который будет работать до тех пор, пока в воздухе будет присутствовать влага.
По словам ученых Air-gen можно создать из большого количества доступных материалов, в том числе наиболее экономичных или экологических – учитывая потребности каждого отдельного региона. А поскольку работа устройства зависит исключительно от влаги, его можно использовать круглосуточно и независимо от таких факторов как солнечный свет, количество осадков или сила ветра.
Исследование было опубликовано в научном журнале Advanced Materials.