Tým inženýrů z University of Massachusetts Amherst pod vedením Xiaomenga Liua objevil, že lze využít téměř jakýkoliv materiál k výrobě zařízení, které získává energii z vlhkého vzduchu.
Nejedná se o vynález, který je připraven k praktickému využití, ale jeho strůjci avizují, že už nyní překonává nedostatky některých jiných zařízení. K sestrojení je potřeba pouze materiál posetý otvory (póry), které mají v průměru méně než 100 nanometrů, což je asi tisícina šířky lidského vlasu. Výzkum byl publikován v Advanced Materials a informoval o něm server ScienceAlert.
Kapičky vody ve vzduchu mají náboj jako v bouřkovém mraku
Takovýto materiál umožňuje získat elektrickou energii, kterou vytvářejí mikroskopické kapičky vody ve vzduchu. Výzkumníci svůj objev nazvali „generickým Air-gen efektem“.
„Vzduch obsahuje obrovské množství elektrické energie,“ říká jeden z autorů Jun Yao. „Představte si mrak, který není nic víc než masa kapiček vody. Každá z těchto kapek obsahuje náboj, a když jsou vhodné podmínky, mrak vytvoří blesk. My jsme vytvořili uměle vytvořený mrak malých rozměrů, který také produkuje energii, a to kontrolovaně a kontinuálně, a my ji pak můžeme střádat.“
Stejný tým předtím vytvořil podobný systém na sběr energie ze vzduchu, jeho funkčnost ale závisela na proteinových spojeních, která zajišťovala bakterie Geobacter sulfurreducens. Vědci ale přišli na to, že bakterii nepotřebují. Nemusí to být bakterie, která nabité částice sbírá, protože „doslova jakýkoliv materiál umí zachytit elektrickou energii ze vzduchu, pokud má určité vlastnosti“.
Jak materiál zachytí elektrický náboj?
Vlastnostmi jsou myšleny póry v materiálu. Model Air-gen je vytvořen z tenkého materiálu, jako je celulóza, hedvábí, protein nebo oxid grafenu. Molekuly vody ve vzduchu pak jednoduše projdou dírkou v materiálu, přičemž do stěn několikrát narazí, což předá elektrický náboj. Na obou koncích vrstvy materiálu pak vznikne rozdílný náboj.
To vytvoří stejný efekt jako v bouřkových mracích. V horních mracích je převaha kladného náboje a v dolních naopak záporného, pak se náboje vymění, čímž se vytvoří blesk. Tento elektrický náboj mohl být převeden na malý zdroj energie či uchován v baterii. Při experimentu s celulózou však výstup dosahoval 260 milivoltů, zatímco telefon potřebuje asi 5 voltů.
Zdroj, který lze přizpůsobit, a je tak vhodný pro všechna prostředí
Tím, že tato zařízení mohou být vyrobena z různých materiálů, by mohla být přizpůsobena prostředí, ve kterém se budou používat. „Myšlenka je sice jednoduchá, ale nikdy předtím nebyla objevena a otevírá mnoho možností,“ říká Yao. „Dokázal bych si představit systémy vyrobené z jednoho druhu materiálu pro prostředí deštných pralesů a jiné pro sušší oblasti.“ Dalším krokem je testování zařízení v různých prostředích a také práce na jejich škálování. Ale efekt Air-gen je skutečný a možnosti, které představuje, jsou nadějné. „Otevíráme dveře širokých možností pro získávání čisté elektřiny ze vzduchu.“
