Як добувати електрику з вологи в повітрі

Як говорив Артур Кларк, будь-яка досить розвинена технологія відрізнити від магії. Американські вчені наочно довели цей постулат. Досить проста на вигляд установка змогла здобути електрику буквально з повітря. Група дослідників з Массачусетського технологічного університету в Амхерсті (не плутати з MIT) опублікувала в журналі Nature статтю, в якій повідомила про цікавий винахід. Створене вченими невеликий пристрій зі сторонами 1 × 2 см змогло добувати електричний струм з навколишнього вологості в повітрі. Пристрій генерував ток годинами і відновлювалося для подальшої роботи після невеликої перерви.

Генерує електрику елемент являє собою тонку плівку завтовшки 7 мкм. Але це незвичайна плівка. Плівка складається з білкових ниток нанометровій товщини. Ці нитки виробляються в процесі життєдіяльності бактерій Geobacter sulfurreducens. Це цікаві бактерії. Вони виробляють реагенти, які дозволяють відновлювати метали.

У 7-мкм плівці досить багато шарів білкових ниток. Природно, вся товща плівки пориста і здатна абсорбувати вологу з навколишнього повітря. При цьому нижній електрод займає всю площу під генеруючим елементом, в верхній закриває тільки невелику ділянку на поверхні плівки.

Завдяки абсорбції вологи з повітря в товщі плівки виникає перепад вологості — створюється градієнт у напрямку до нижнього електрода. Через молекул води на поверхні білкових ниток починають відбуватися процеси іонізації, що, в свою чергу, призводить до появи в плівці рухомих протонів — носіїв заряду. Оскільки вологість плівки (її градієнт) змінюється від одного електрода до іншого, виникає також градієнт носіїв заряду (протонів) і, як наслідок, при замиканні електродів або в разі підключення навантаження в системі починає текти електричний струм.Експеримент показав, що без навантаження генератор видає 0,5 В. Досягнута щільність струму склала 17 мкА на см2. Поєднавши послідовно 17 таких генераторів і в якості балансу підключивши до нього конденсатор, вчені змогли живити невеликий екран. В такому стані ланцюг виробляла електрику 20 годин, за які напруга впало на 30%. Після перерви о 5 годині напруга на контактах знову було на рівні первісного значення.

Дослідники вважають, що даний винахід може привести до появи джерел живлення для переносної електроніки або натільних медичних приладів. Вологе повітря є скрізь, навіть у пустелі Сахара. А нічого іншого для роботи запропонованого генератора більше не потрібно.