Учени създават случайно нов източник на енергия

Два екипа от учени, един европейски и един американски, независимо един от друг разработват начин за генериране на чиста енергия буквално от въздуха. Единият от тях е достигнал до това откритие случайно

През май 2023 г. екип от Масачузетския университет в Амхърст (UMass) публикува статия, в която съобщава за успешното създаване на малък, но непрекъснат електрически ток чрез въздушна влажност. Изследването е вдъхновено от случайно откритие през 2018 г. Водещият автор на научния труд, професор Джун Яо, споделя повече подробности: „Всъщност се интересувахме от създаването на прост сензор за влажност на въздуха. По някаква причина студентът, който работеше върху него, забрави да включи захранването“.

Батерия в нановлакна

Екипът на UMass с изненада открива, че сензор за влажност, изработен от микроскопични нановлакна, генерира електрически сигнал дори без захранване. Всяко от тях е с широчина 0,001% от човешки косъм, така че молекули вода от въздуха могат да проникват безпрепятствено. Въпреки това, всяко влакно е толкова тясно, че молекулата бива изтласкана навътре, придавайки на материала малък заряд. Джун Яо обяснява: „Това наистина е като батерия. Имате положително и отрицателно привличане [в двата края на проводника]. Когато ги свържете, зарядът започва да тече“.

В последното проучване групата на Джун Яо заменя нанопроводниците с материали с милиони малки дупчици - нанопори. От тях учените създават устройство, дълго колкото нокътя на палеца и дебело колкото 20 % от един човешки косъм. То е способно да генерира около 1 µW електроенергия. Това е достатъчно, за да се освети един пиксел на LED телевизионен екран. Джун Яо обяснява потенциала на разработката: „Хубавото в нея е, че въздухът е навсякъде. Дори ако един тънък лист от устройството излъчва много малко енергия, той може да се комбинира с други, да се подрежда на слоеве и да увеличава мощността.

Производство в по-голям обем

Друг екип - професор Светлана Любчик и нейните синове близнаци, професорите Андрей и Сергей Любчик - отговарят за разширяването на капацитета. Светлана и Андрей са членове на португалския проект Catcher. Неговата цел е „да превърне атмосферната влага във възобновяема енергия“. Заедно със Сергей те основават стартъпа CascataChuva, за да монетизират резултатите от изследването. Те започват да работят по идеята за първи път през 2015 г., няколко години преди екипа на UMass.

През последните осем години стартъпа е получил финансиране от 5,5 млн. евро от Европейския съвет за иновации. Тези средства са позволили на изобретателите да създадат тънък сив диск с диаметър 4 см. Според Светлана Любчик едно такова устройство може да генерира сравнително скромните 1,5 V. Но 20 хил. устройства, подредени в куб с размерите на пералня, могат да генерират 10 kW⋅h енергия. Това е приблизително количеството енергия, консумирано на ден от едно средностатистическо европейско семейство. Изследователите планират да подготвят прототип на такова голямо устройство за демонстрация в идните месеци.

Екипът на CascataChuva признава, че оптимизирането на прототипа и увеличаването на производството може да отнеме години. Въпреки това, ако учените успеят, ползите ще бъдат очевидни. За разлика от слънчевата и вятърната енергия, хигроелектрическите генератори ще могат да работят почти постоянно. Разработчиците дори се надяват, че ще могат да създават строителни материали от устройствата. Андрей Любчик подчертава: „Представете си, че можете да построите част от сграда от този материал. Няма да е необходимо да се пренася енергия или да се изгражда отделна инфраструктура за нея.“