Исследователи недавно создали материал, способный генерировать почти постоянное электричество из окружающего воздуха - таким образом, возможно, заложив основу для нового, практически неограниченного источника устойчивой, возобновляемой энергии. Опираясь на свои предыдущие инновации, исследователи утверждают, что практически любая поверхность может быть превращена в генератор, если воспроизвести электрические свойства грозовых облаков... но остерегайтесь трипофобов.
Согласно новому исследованию, опубликованному сегодня в журнале Advanced Materials, инженеры из Массачусетского университета в Амхерсте продемонстрировали новую пленку "генератора воздуха" (Air-gen), в которой используются микроскопические отверстия размером менее 100 нанометров в поперечнике - менее тысячной доли ширины одного человеческого волоса. Невероятно малый диаметр отверстий основан на так называемом "среднем свободном пути" - расстоянии, которое может пройти одна молекула до столкновения с другой молекулой того же вещества.
Молекулы воды плавают в воздухе, и их средний свободный путь составляет около 100 нм. Когда влажный воздух проходит через мельчайшие отверстия материала Air-gen, молекулы воды вступают в прямой контакт сначала с верхней, а затем с нижней камерой пленки. Это создает дисбаланс зарядов, т.е. электричество.
Та же физика действует в разрядах молнии в грозовых облаках. Хотя продукт команды UMass Amherst генерирует ничтожно малую долю от 300 миллионов вольт молнии, его устойчивая энергия в несколько сотен милливольт невероятно перспективна для масштабирования и повседневного использования. Это особенно очевидно, если учесть, что влажность воздуха может диффундировать в трехмерном пространстве. Теоретически, тысячи слоев Air-gen можно укладывать друг на друга, увеличивая таким образом масштаб устройства без увеличения его общей площади. По мнению исследователей, такой продукт может предложить киловатты мощности для общего использования.
Команда считает, что их устройства Air-gen могут в один прекрасный день занять гораздо больше места, чем другие варианты возобновляемой энергии, такие как солнечная и ветровая. Более того, материал может быть разработан в различных форм-факторах, чтобы слиться с окружающей средой, в отличие от таких визуально заметных объектов, как солнечная ферма или ветряная турбина.
"Представьте себе мир будущего, в котором чистая электроэнергия доступна в любом месте", - сказал в своем заявлении Цзюнь Яо, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники и старший автор статьи. "Общий эффект Air-gen означает, что этот мир будущего может стать реальностью".