Mühendisler harika bir şey gösterdiler. Nemli havadan sürekli olarak enerji toplayan bir cihaz oluşturmak için hemen hemen her malzeme kullanılabilir.
Bu, pratik uygulamaya hazır bir gelişme değil, ancak yaratıcılarına göre, diğer biçerdöverlerin bazı sınırlamalarını aşıyor. Tüm malzeme ihtiyacı, çapı 100 nanometreden daha küçük olan nano gözeneklerle doldurulmalıdır. Bu, bir insan saçının genişliğinin yaklaşık binde biri kadar, söylemesi yapmaktan çok daha kolay ama beklenenden çok daha basit.
Massachusetts Amherst Üniversitesi’nden mühendis Xiaomeng Liu liderliğindeki bir ekibe göre, bu tür malzemeler nemli havadaki mikroskobik su damlacıklarının ürettiği elektriği toplayabilir.
Keşiflerini “jenerik Air-gen etkisi” olarak adlandırdılar.
“Hava muazzam miktarda elektrik içerir” diyor mühendis Jun Yao UMass Amherst’in.
“Bir su damlacıkları kütlesinden başka bir şey olmayan bir bulut düşünün. Bu damlacıkların her biri bir yük içerir ve koşullar uygun olduğunda bulut bir şimşek çakabilir – ancak elektriği nasıl güvenilir bir şekilde yakalayacağımızı bilmiyoruz. Bizim yaptığımız, hasat edebilmemiz için tahmin edilebilir ve sürekli olarak bizim için elektrik üreten, insan yapımı, küçük ölçekli bir bulut yaratmak.”
Air-gen tanıdık geliyorsa, bunun nedeni ekibin daha önce bir hava enerjisi toplayıcı geliştirmesidir. Bununla birlikte, daha önceki cihazları, adı verilen bir bakteri tarafından büyütülen protein nanotellerine dayanıyordu. Geobacter kükürt azaltıcılar.
Görünüşe göre bakteri gerekli değil.
“Yaptıktan sonra fark ettiğimiz şey, Geobacter Keşif, havadan elektrik üretme yeteneğinin – o zamanlar ‘Air-gen etkisi’ olarak adlandırdığımız şeyin – jenerik olduğu ortaya çıktı: kelimenin tam anlamıyla, belirli bir özelliği olduğu sürece her türlü malzeme havadan elektrik toplayabilir. ” Yao açıklıyor.
Bu özellik nano gözeneklerdir ve boyutları, nemli havadaki su moleküllerinin serbest ortalama yoluna bağlıdır. Bu, bir su molekülünün başka bir su molekülü ile çarpışmadan önce havada kat edebileceği mesafedir.
Jenerik Air-gen cihazı, selüloz, ipek proteini veya grafen oksit gibi ince bir malzeme filminden yapılır. Havadaki su molekülleri, nano gözeneklere kolayca girebilir ve filmin üstünden altına gidebilir, ancak hareket ederken gözeneğin kenarlarına çarparlar.
Bu transferler yükü malzemeye aktararak bir birikim oluşturur ve daha fazla su molekülü filmin üstüne aktığı için iki taraf arasında bir yük dengesizliği oluşur.
Bu, şimşek üreten bulutlarda gördüğümüze benzer bir etki yaratır: Yükselen hava, bir bulutun tepesindeki su damlacıkları arasında daha fazla çarpışma yaratır, bu da daha yüksek bulutlarda aşırı pozitif yüke ve daha düşük bulutlarda aşırı negatif yüke neden olur.
Bu durumda, şarj potansiyel olarak küçük cihazlara güç sağlamak için yönlendirilebilir veya bir tür pilde saklanabilir.
Şu anda, hala erken aşamalarda. Ekibin test ettiği selüloz film, ortam ortamında kendiliğinden 260 milivoltluk bir voltaj çıkışına sahipken, bir cep telefonu yaklaşık 5 voltluk bir voltaj çıkışı gerektiriyor. Ancak filmlerin inceliği, Air-gen cihazlarını ölçeklendirmek ve onları daha pratik hale getirmek için istiflenebilecekleri anlamına geliyor.
Araştırmacılar, farklı malzemelerden yapılabilmelerinin, cihazların kullanılacakları ortama uyarlanabileceği anlamına geldiğini söylüyor.
“Fikir basit, ancak daha önce hiç keşfedilmedi ve her türlü olasılığın önünü açıyor.” yao diyor. “Yağmur ormanı ortamları için bir tür malzemeden ve daha kurak bölgeler için başka bir malzemeden yapılmış hasat makinelerini hayal edebilirsiniz.”
Bir sonraki adım, cihazları farklı ortamlarda test etmek ve ayrıca ölçeklendirme üzerinde çalışmak olacaktır. Ancak genel Air-gen etkisi gerçektir ve temsil ettiği olasılıklar umut vericidir.
“Bu çok heyecan verici” Liu diyor. “Havadan temiz elektrik elde etmek için geniş bir kapı açıyoruz.”
Araştırma yayınlandı Gelişmiş Malzemeler.
Kaynak : https://www.sciencealert.com/scientists-find-a-way-to-harvest-clean-energy-from-nothing-but-air