Вчені знайшли спосіб, як видобувати електрику з повітря

Вчені Массачусетського університету в Амхерстірозробили технологію, яка дозволяє видобувати електрику з повітря у прямому значенні цього слова. Зрозуміло, жодного порушення закону збереження енергії у цій технології немає. У повітрі насправді міститься велика кількість енергії, тому завдання полягає лише в тому, щоб витягти її і направити в дроти або, наприклад, акумулятори. Своє нове відкриття, яке саме цю функцію виконує, вчені назвали “загальним ефектом Air-gen”. Прилад, побудований на цьому принципі, успішно генерує електрику і показує великі перспективи.

Вчені розробили пристрій, який видобуває електрику з вологого повітря

Звідки береться електрика у повітрі

У повітрі міститься колосальна кількістьенергії. Наприклад, хмари, що ширяють над нами, — це, фактично, цілі електростанції. Одне з досліджень показало, що напруга в одній хмарі грозової досягає 2 гігавольт. Але, на жаль, люди ще не вигадали як уловлювати енергію блискавок, щоб її можна було використати. Але що взагалі така хмара та звідки в ній береться енергія?

Хмари є парою, якасконденсувався в дрібні крапельки води, що знаходяться в атмосфері у зваженому стані. Як ми розповідали у статті про снігові грозові бурі, саме волога викликає блискавки. Звідси випливає, що пара повітря є джерелом енергії.

У повітрі міститься колосальна кількість енергії, але люди не вміють її видобувати

Вчені ж змогли створювати пристрій, якідозволяє безперервно отримувати електрику з вологого повітря. Його можна використовувати за призначенням, як і електроенергію від інших джерел енергії.

Як працює штучна хмара

Насамперед зазначимо, що ідея отриманняелектрики з повітря вже далеко не нова. Нещодавно ми розповідали про те, що вчені змогли добувати електрику за допомогою бактерій, а точніше ферментів бактерій, які перетворюють водень на електроенергію.

Нинішня ж технологія не вимагає використаннябактерій та водню, оскільки електрику утворюють молекули води. Для збирання цієї енергії вчені використовували нанопори (Air-gen). Їх можна уявити як трубки, діаметр яких не перевищує 100 нанометрів. Це приблизно одна тисячна діаметр людського волосся. Створити такі нанопори хоч і складно, але цілком можливо. Причому, за словами вчених, вони можуть бути виконані з різних матеріалів.

Пристрій Air-gen видобуває енергію, створювану молекулами води повітря

Довжина нанопор залежить від відстані вільноїпробігу молекул води у повітрі з підвищеною вологістю, тобто відстані, яку молекула проходить, доти як зіштовхується з інший молекулою води. Пори мають стінки із плівки, виконаної з таких матеріалів, як целюлоза, протеїн шовку або оксид графену.

Молекули води проникають Air-gen і проникають відверхньої частини до нижньої, але при цьому стикаються з бічними плівковими стінками. У цей момент вони передають заряд матеріалу, що накопичується. Так як більше молекул накопичуються у верхній частині, різні сторони нанопори накопичують різну кількість енергії, тобто виникає дисбаланс.

Саме цей ефект призводить до виникненняблискавок у хмарах. Через висхідні потоки краплі води активніше стикаються у верхній частині хмари, тому вгорі виникає надлишок позитивного заряду, а в нижній - надлишок негативного заряду.

Air-gen генерує електричний струм у лабораторних умовах

Заряд із Air-gen можна спрямовувати для живленняпристроїв або накопичувати в акумуляторі. Щоправда, вчені попереджають, що прилад ще на досить ранній стадії розробки. Зараз він здатний генерувати 260 мілівольт енергії. Наприклад, щоб запитати смартфон, потрібно близько 5 вольт. Однак Air-gen можна масштабувати, і команда знає, як це зробити. За їхніми словами, потужність збільшуватиметься зі збільшенням товщини плівок, тобто плівки їх можна накладати один на одного, про що вчені повідомляють у виданні Advanced Materials.

Перейдіть за посиланням на наш ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ. Ми підготували вам безліч цікавих, захоплюючих матеріалів присвячених науці.

Так як нанопори можуть бути виготовлені з різнихматеріалів, пристрої можна адаптувати до різного середовища, в якому вони будуть експлуатуватися. В даний час вчені працюють над тестуванням Air-gen у різних середовищах, а також займаються масштабуванням, що дозволить зробити пристрій більш практичним.