Ilmakehän kosteus lupaavana uusiutuvan energian lähteenä

Ilmastomuutoksen vuoksi lähteiden tutkimusUusiutuva energia on huolenaihe paitsi tutkijoille, myös politiikalle. Aurinkopaneelien, tuuligeneraattoreiden, vesivoimalaitosten ja geotermisten kaivojen kehittämisen lisäksi tutkijat etsivät myös uusia lupaavia lähteitä. Viime vuosina on tapahtunut kehitystä, joka liittyy energian tuottamiseen ilmakehän kosteuden kautta.

Energiaa ilmasta

Vedellä on monia erityisominaisuuksia, mukaan lukien sähkövarauksen siirto molekyylien törmääessä toisiinsa ja luomineneräänlainen staattinen sähkö niiden kitkan vuoksi.

Olemme kaikki havainneet voimakkaita energiansiirtoja aikanaukkosta salaman muodossa, joka muodostuu vain veden vuoksi sen eri vaiheissa. Pilvien muodostumisprosessi osoittaa selvästi, kuinka ilmakehän kosteus ja sadepisarat voivat noin 20 minuutissa tuottaa valtavia, useita kilometrejä kestäviä sähköpurkauksia.

Hillitse tällä tavoin vapautunutta energiaase on erittäin vaikeaa, ja sen kaappaaminen vaatisi valtavan määrän sauvojen asentamista asianmukaisella infrastruktuurilla. Tällaisten järjestelmien tehokkuus ja tuottavuus riippuvat vain luonnon mielijohteista.

Kuitenkin jo 1800-luvulla englantilainen fyysikko MichaelFaraday havaitsi, että vesipisarat voivat myös ladata metallipintoja niiden välisen kitkan seurauksena. Lisäksi viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että jotkut metallit keräävät itsestään sähkövarauksen kosteudelle altistuneina.

Ilmakehän akku

Olemme tottuneet staattiseen sähköön.tapahtuu kuivassa ilmassa, esimerkiksi kun ovenkahva iskee. Vettä pidetään yleensä hyvänä johtimena eikä sellaisena, joka voi kerätä varauksen pintaan. Tutkijoiden mukaan kaikki kuitenkin muuttuu, kun suhteellinen kosteus ylittää tietyn kynnyksen.

Kokeilujen aikana Tel Avivin tutkijatYliopisto havaitsi, että kuivassa ilmassa kahden metallipinnan (joista toinen on maadoitettu) välinen jännite puuttuu kokonaan, mutta kosteustason nousun ollessa yli 60% syntyy potentiaalinen ero eristettyjen metallien välillä. He havaitsivat tämän laboratoriossa ja luonnollisessa ympäristössä.

Seuraavat mittaukset osoittivat, että märkäilma voi toimia latauspintojen lähteenä noin yhden voltin jännitteelle. Vertailun vuoksi nykyisten pienimuotoisten AA-paristojen nimellisjännite on 1,2 V - 1,6 V. Siksi tutkijat ovat jo alkaneet kehittää erityisiä paristoja, jotka voidaan ladata ilman kosteuden avulla.

Tulevaisuudessa tämän kehittäminentekniikka voi laajentaa ihmiskunnan käyttämien uusiutuvien energialähteiden luetteloa. Tällaiset järjestelmät toimivat kuitenkin tehokkaimmin alueilla, joilla on trooppinen ilmasto.

Kosteuden generaattori

Tutkijaryhmä MassachusettsistaAmherstin yliopisto esitteli äskettäin oman kehityksensä, joka liittyy energian uuttamiseen ilmankosteudesta. Heidän laite on sähköä johtavilla proteiininanolankoilla varustettu ilmageneraattori, joka ei tarvitse erityisiä ympäristöolosuhteita, ja se voi toimia ympäri vuorokauden ja jopa sisätiloissa. Tutkijat ovat nimenneet järjestelmänsä Air-gen.

Generaattorin pääelementti on ohut kalvo, jonka paksuus on alle 10 mikronia ja joka on sijoitettu kahden elektrodin väliin. Lisäksi ylempi elektrodi peittää sen pinnan vain osittain.

Laitteen toimintaperiaate perustuu siihen, ettäkalvo adsorboi vesihöyryä ilmakehästä ja tuottaa sitten pinnan kemiallisesta koostumuksesta ja rakenteesta johtuen sähkövirran kahden elektrodin välille.

Olemassa oleva prototyyppi voi syöttää vain pieniäelektroniikka, mutta pystyy toimimaan jopa autiomaassa. Jatkossa kehitysryhmä suunnittelee suurten järjestelmien luomista teollisuuden tarpeisiin.

</ P>