Вчені створили паперовий генератор енергії з води у повітрі для живлення гаджетів

5 листопада, 13:40

Акумулятори портативної електроніки жорсткі та відносно недовго працюють, а бездротове заряджання працює на коротких відстанях. Новий генератор пропонує щось інше.

Професор Бінгемтонського університету Сокхен Чой, доцент Ph.D. Анвар Ельхадад та Ph.D. кандидат Ян Гао розробили новий метод вилучення вологи з повітря та перетворення її на електрику. Команда описала портативний генератор на паперовій основі, який забезпечить тривалу високоефективну вихідну потужність коштом уловлювання вологи.

«У майбутньому електроніка, яка носиться, використовуватиме методи збору енергії, але зараз ці методи дуже нестабільні в часі, випадкові щодо розташування та неефективні. Причина, чому я зацікавився цією темою, полягає в тому, що волога в нашому повітрі є всюдисущою, і я зрозумів, що отримати енергію з вологи дуже легко», — каже професор Чой.

Адаптуючи знання, отримані Лабораторією біоелектроніки та мікросистем про біобатареї за останні 15 років, генератор використовує спори бактерій як функціональну групу, яка розщеплює молекули води на позитивні та негативні іони.

Капіляри паперу поглинають спори, що створює розділення із більшою кількістю позитивних іонів зверху, ніж знизу — цей дисбаланс призводить до виникнення електричного заряду.

Поглинання вологи покращується завдяки додаванню шару паперу Janus, який є гідрофобним з одного боку та гідрофільним з іншого. Він втягує молекули води та утримує їх усередині пристрою для подальшого розділення на іони.

Потенційні вдосконалення технології включають збільшення вихідної потужності, розробку методу зберігання енергії та інтеграцію з іншими джерелами енергії. Професор Чой також сподівається зменшити пристрій до такого ж масштабу, як мікроелектромеханічні системи (MEMS).

«Розмір одного пристрою занадто великий для мене. Я MEMS-хлопець! Зменшуючи кожну окрему одиницю та з’єднуючи більше комірок у межах невеликої площі, ми можемо значно покращити щільність потужності. Крім того, оскільки ми використовуємо папір, ми можемо спробувати багато інших ідей, у тому числі техніки оригамі» — жартує професор.

У той час як інші дослідники розробляють довгострокові пристрої, які можна носити, Чой намагається йти у протилежному напрямку, зосередившись на одноразових пристроях.

«Я не хочу носити щось цілий день протягом чотирьох місяців. Я хочу використати його протягом якогось часу, а потім викинути, тому в цьому випадку папір є найкращим».

Дослідження опубліковане в журналі Small.

Джерело: TechXplore