Ученые нашли способ получать электричество из влаги в воздухе - исследование

Согласно новому исследованию, недавно опубликованному в рецензируемом журнале Advanced Materials, инженеры из Массачусетского университета в Амхерсте обнаружили, что почти любой материал можно превратить в устройство для улавливания электричества из влажности воздуха.

Джун Яо, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Инженерного колледжа Массачусетского университета в Амхерсте и старший автор статьи, объяснил, что устройство работает аналогично облаку и молнии.

В облаке, которое представляет собой просто массу капель воды, каждая капля содержит заряд и при некоторых условиях может привести к возникновению разряда молнии.

"То, что мы сделали, — это создание людьми небольшого облака, которое предсказуемо и непрерывно производит для нас электричество, чтобы мы могли его собирать", — сказал Яо.

"Искусственное облако" основано на явлении, которое Яо и его коллеги называют "общим эффектом генерации воздуха".

Яо впервые обнаружил этот эффект в исследовании, которое он провел с соавтором Дереком Лоули, заслуженным профессором микробиологии Университета Массачусетса в Амхерсте, в 2020 году, в котором они показали, что электричество можно собирать из воздуха с помощью специального материала, состоящего из белковых нанопроволок, выращенных из бактерии Geobacter sulfurereducens.

Затем инженеры поняли, что они могут сделать это устройство практически из любого материала, если в нем есть отверстия размером менее 100 нанометров (менее одной тысячной ширины человеческого волоса).

Устройство состоит из тонкого слоя материала с наноотверстиями, которые позволяют молекулам воды проходить сквозь материал. Отверстия достаточно малы, чтобы молекулы воды создавали "дисбаланс заряда" и бомбардировали верхнюю часть слоя большим количеством воды, несущей заряд. Это создает явление, похожее на облако, поскольку заряды верхней и нижней частей противоположны.

"Идея проста, — сказал Яо, — но она открывает множество возможностей".

В воздухе постоянно присутствует влажность, поэтому устройства смогут работать постоянно, независимо от погоды и местоположения. Устройства также чрезвычайно малы, что означает, что их можно значительно увеличить, не занимая слишком много места, потенциально создавая мощность на уровне киловатта.

"Представьте себе мир будущего, в котором чистое электричество доступно везде, где бы вы ни находились. Общий эффект генерации воздуха означает, что этот будущий мир может стать реальностью", — сказал Яо.