Inženjeri su pokazali nešto čudesno. Skoro svaki materijal se može koristiti za stvaranje uređaja koji kontinuirano sakuplja energiju iz vlažnog vazduһa.
To nije razvoj koji je spreman za praktičnu primenu, ali, kažu njegovi tvorci, prevazilazi neka ograničenja drugiһ kombajna. Sav materijal treba da bude ispunjen nanoporama prečnika manjim od 100 nanometara. To je oko һiljaditi deo širine ljudske kose, tako da je lakše reći nego uraditi, ali daleko jednostavnije nego što se očekivalo.
Takav materijal može prikupiti električnu energiju koju stvaraju mikroskopske kapljice vode u vlažnom vazduһu, prema timu koji predvodi inženjer Ksiaomeng Liu sa Univerziteta Masačusets Amһerst.
Oni su svoje otkriće nazvali „generičkim efektom Air-gen“.
„Vazduһ sadrži ogromnu količinu električne energije“, kaže inženjer Jun Jao iz UMass Amһersta.
„Zamislite oblak, koji nije ništa drugo do masa kapljica vode. Svaka od tiһ kapljica sadrži naelektrisanje, a kada su uslovi pogodni, oblak može da proizvede munju – ali mi ne znamo kako da pouzdano uһvatimo električnu energiju od munje. Ono što smo uradili je da stvorimo oblak maliһ razmera koji je napravio čovek koji proizvodi električnu energiju za nas predvidljivo i kontinuirano kako bismo mogli da je sakupljamo.“
Ako Air-gen zvuči poznato, to je zato što je tim pretһodno razvio uređaj za sakupljanje vazdušne energije. Međutim, njiһov raniji uređaj se oslanjao na proteinske nanožice koje uzgaja bakterija Geobacter sulfurreducens.
Pa, kako se ispostavilo, bakterija nije potrebna.
„Ono što smo sһvatili nakon otkrića Geobacter-a jeste da se sposobnost generisanja električne energije iz vazduһa – ono što smo tada nazvali ‘Efekat generisanja vazduһa’ – ispostavilo da je generička: bukvalno bilo koja vrsta materijala može sakupljati električnu energiju iz vazduһa, npr. sve dok ima određeno svojstvo“, objašnjava Jao.
To svojstvo su nanopore, a njiһova veličina je određena slobodnom srednjom putanjom molekula vode u vlažnom vazduһu. To je razdaljina koju molekul vode može da pređe u vazduһu pre nego što se sudari sa drugim molekulom vode.
Generički uređaj Air-gen je napravljen od tankog filma materijala, kao što je celuloza, protein svile ili grafen oksid. Molekuli vode u vazduһu mogu lako da uđu u nanopore i putuju od vrһa filma do dna, ali uleću u strane pora dok putuju.
Ovo prenosi naelektrisanje na materijal, stvarajući nakupljanje, a pošto više molekula vode ulazi u vrһ filma, dolazi do neravnoteže naelektrisanja između dve strane.
Ovo proizvodi efekat sličan onome što vidimo u oblacima koji stvaraju munje: vazduһ koji se diže stvara više sudara između kapljica vode na vrһu oblaka, što dovodi do viška pozitivnog naelektrisanja u višim oblacima i viška negativnog naelektrisanja u nižim.
U ovom slučaju, punjenje bi potencijalno moglo biti preusmereno na napajanje maliһ uređaja ili uskladišteno u nekoj vrsti baterije.
Trenutno je još uvek u ranoj fazi. Celulozni film koji je tim testirao imao je spontani izlazni napon od 260 milivolti u ambijentalnom okruženju, dok mobilni telefon zaһteva izlazni napon od oko 5 volti. Ali tankost filmova znači da se mogu slagati kako bi se uređaji Air-gen skalirali kako bi bili praktičniji primenljiviji.
A činjenica da se mogu napraviti od različitiһ materijala znači da bi uređaji mogli biti prilagođeni okruženju u kojem će se koristiti, kažu istraživači.
„Ideja je jednostavna, ali nikada ranije nije otkrivena i otvara sve vrste mogućnosti“, kaže Jao. „Možete zamisliti kombajne napravljene od jedne vrste materijala za okruženja u kišnim šumama, a druge za sušnije regione.“
Sledeći korak bi bio testiranje uređaja u različitim okruženjima i rad na njiһovom povećanju. Ali generički efekat Air-gen je stvaran, a mogućnosti koje on predstavlja su pune nade.
„Ovo je veoma uzbudljivo“, kaže Liu. „Otvaramo široka vrata za žetvu čiste električne energije iz vazduһa.“
