Во времена беспрецедентного климатического кризиса постоянный поиск устойчивых энергетических решений является глобальной задачей. Группа американских инженеров разработала инновационную технологию Air-gen, способную вырабатывать электроэнергию из влаги в воздухе. Этот прорыв может произвести революцию в производстве и потреблении энергии, предложив чистый, возобновляемый и вездесущий источник энергии.
В условиях климатического кризиса энергетическая ситуация становится критической. Зависимость от ископаемого топлива, основного источника выбросов парниковых газов, требует срочного перехода к чистым возобновляемым источникам энергии для смягчения последствий глобального потепления и защиты окружающей среды.
Выдающийся недавний научный прорыв может сыграть ключевую роль в переходе к низкоуглеродной экономике, предоставив устойчивое и экологически чистое энергетическое решение. Инженеры Массачусетского университета в Амхерсте продемонстрировали способность генерировать электричество из влаги в воздухе, проложив путь к новому источнику чистой возобновляемой энергии. Их работы опубликованы в журнале .
Революционные нанопоры
Ключ к открытию лежит в использовании нанопор — крошечных отверстий диаметром менее 100 нанометров, которые можно сделать практически в любом материале. Эти нанопоры улавливают электричество, генерируемое микроскопическими каплями воды в воздухе. Исследователи назвали это открытие «эффектом Air-gen".
Воздух, которым мы дышим, содержит много электричества. Электричество в каплях воды связано с наличием ионов — атомов или молекул, несущих электрический заряд. Когда вода конденсируется с образованием капель, эти ионы могут включаться в капли, придавая им электрический заряд.
При определенных условиях облако капель воды может генерировать молнии. Но до сих пор ни одна технология не смогла надежно уловить электричество, производимое молнией.
Что касается эффекта Air-gen, исследователи обнаружили, что молекулы воды, взвешенные в воздухе, могут передавать свой заряд материалу при столкновении с ним. Создав нанопоры в материале, они смогли увеличить количество столкновений и, следовательно, количество генерируемого электричества.
С практической точки зрения нанопоры предназначены для того, чтобы молекулы воды в воздухе могли проходить от верхней части материала к нижней.
Обратите внимание: MIT: ядерная энергия является неотъемлемой частью будущего энергетики с низким содержанием углерода.
Однако из-за своего небольшого размера молекулы воды при прохождении сталкиваются со стенками, передавая заряд материалу. Это создает дисбаланс зарядов между двумя сторонами материала, фактически генерируя электричество.Важно отметить, что этот процесс не генерирует электричество из ничего. Скорее, он преобразует тепловую энергию воздуха (которая приводит в движение молекулы воды) в электричество. Это пример преобразования энергии, фундаментальный принцип физики.
Чистое электрическое будущее
Основная цель Air-gen — уменьшить нашу зависимость от ископаемого топлива, одного из основных источников выбросов парниковых газов, путем производства электроэнергии практически из ничего. Еще одним преимуществом является то, что в зависимости от используемых материалов его можно адаптировать к различным условиям окружающей среды, от тропических лесов до самых засушливых районов. Поскольку влага вездесуща и считается неисчерпаемым ресурсом, эти устройства могут работать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, независимо от погодных условий (засуха, жара) или времени суток.
Они также обеспечат более децентрализованное и автономное производство энергии, при котором каждый дом или здание сможет генерировать собственное электричество из влажности воздуха. Джун Яо, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники и соавтор исследования, сказал в своем заявлении: «Представьте себе будущее, в котором чистое электричество доступно везде, куда бы вы ни пошли. Комбинированный эффект Air-gen означает, что этот будущий мир может быть реальность".
Также Air-gen не удаляет воду из окружающей среды, а просто использует энергию движущихся молекул воды. После извлечения энергии молекулы воды остаются в воздухе. Однако важно отметить, что эта технология все еще находится в зачаточном состоянии. Первоначальные испытания показали, что устройство может производить в окружающей среде 260 милливольт, в то время как мобильному телефону требуется около 5 вольт. Однако исследователи с оптимизмом смотрят на возможность увеличения производства энергии за счет укладки большего количества слоев этих тонких пленок.
Таким образом, Air-gen представляет собой значительное достижение в области экологически чистой энергии. Используя вездесущую влагу в воздухе, мы сможем производить электроэнергию устойчивым и экологически безопасным способом, помогая бороться с изменением климата и спасая планету для будущих поколений.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: В период беспрецедентного климатического кризиса постоянный поиск устойчивых энергетических решений является глобальной задачей.