Поиск возобновляемых источников энергии, в том числе ветра, солнечной энергии, гидроэлектроэнергии, геотермальной энергии и биомассы, одинаково важен для ученых и политиков, учитывая их огромный потенциал в борьбе с изменением климата.
Un новое исследование Тель-Авивский университет в публикации Scientific Reports отмечает, что водяной пар в атмосфере может служить потенциальным возобновляемым источником энергии в будущем. Силовые устройства с водяными батареями? Мы видим.
Исследование
Проводил проф. Колин Прайс в сотрудничестве с коллегами из Школы окружающей среды и наук о Земле Портера TAU. Он основан на открытии того, что электричество материализуется при взаимодействии молекул воды с металлическими поверхностями. «Мы попытались извлечь выгоду из природного явления: электричества из воды»объясняет проф. Цена. «Электричество во время гроз вырабатывается только водой в разных ее фазах: водяным паром, каплями воды и льдом. Всего за двадцать минут развития облака могут заставить нас перейти от капель воды к огромным электрическим разрядам, молниям длиной в сотни метров».
Основываясь на этом исследовании, команда начала пытаться создать крошечную низковольтную батарею, которая работает только при наличии влаги в воздухе.
Напряжение в воздухе
Ученые провели лабораторный эксперимент, чтобы определить напряжение между двумя разными металлами, подвергающимися воздействию высокой относительной влажности, в то время как один из них подключен к земле. «Мы обнаружили, что между ними не было напряжения, когда воздух был сухим»объясняет проф. Цена. «Но как только относительная влажность поднялась выше 60%, между двумя изолированными металлическими поверхностями начало возникать напряжение. Когда мы снизили уровень влажности ниже 60%, напряжение исчезло. Когда мы провели эксперимент на открытом воздухе в естественных условиях, то увидели те же результаты».
«Вода — особая молекула: во время молекулярных столкновений она может передавать электрический заряд от одной к другой. Через трение он может накапливать своего рода статическое электричество»., говорит проф. Цена. «Мы попытались воспроизвести электричество в лаборатории и обнаружили, что разные изолированные металлические поверхности накапливают разное количество заряда от водяного пара в атмосфере, но только если относительная влажность воздуха выше 60%. Это происходит почти каждый день летом в Израиле и каждый день в большинстве тропических стран».
По словам профессора Прайса, это исследование бросает вызов устоявшимся представлениям о влажности и ее потенциале как источника энергии.
Всем известно, что сухой воздух вызывает статическое электричество и иногда дает толчок при прикосновении к ручке металлической двери. Вода обычно считается хорошим проводником электричества, а не чем-то, что может накапливать заряд на поверхности. Однако кажется, что все обстоит иначе, когда относительная влажность превышает определенный порог.
Однако исследователи показали, что влажный воздух может быть источником заряда поверхностей при напряжении около 1 вольта.
На пути к новой и возобновляемой энергии?
Возможно, в будущем найдется практическое применение: развивать аккумулятор водяной пар, который может быть заряжен водяным паром в воздухе. Результаты могут быть особенно важными.
Водяной пар может стать новым возобновляемым источником энергии в развивающихся странах, где многие сообщества до сих пор не имеют доступа к электричеству, а влажность постоянно составляет около 60%.
