В США разработали обои для выработки электричества из влажности воздуха
- Исследователи Бингемтонского университета создали обои, которые получают электричество благодаря поглощению и испарению влаги.
- Глицерин улавливает влагу, а структура из поливинилпирролидона с восковым узором регулирует её высвобождение; энергии хватает, например, для датчиков.
- Обои также испытали с беспроводной клавиатурой; исследователи предлагают использовать технологию в осушителях воздуха.
Почему это важно: Осушители с этой технологией могли бы одновременно регулировать влажность в помещении и вырабатывать электричество.
Ученые из Бингемтонского университета разработали обои, способные вырабатывать электроэнергию. В них используются миниатюрные генераторы, извлекающие электричество из влаги. Принцип работы основан на поглощении молекул воды из воздуха. Влага способствует расщеплению и движению ионов в материале обоев. Испарение влаги на другом участке создает дисбаланс и, как следствие, разность потенциалов (напряжение) между двумя сторонами материала, что позволяет получать электрическую энергию.
Обои слева на стене вырабатывают электроэнергию для беспроводной клавиатуры. Источник: Binghamton University
Подобные устройства уже существуют, однако они предназначены для использования на открытом воздухе. Хотя там и наблюдается достаточная влажность, она нестабильна из-за погодных изменений или сильного солнечного излучения, что приводит к низкой эффективности выработки энергии. В помещениях же влажность воздуха относительно постоянна и составляет от 30 до 60 процентов, причем жильцы дополнительно повышают ее уровень, например, при дыхании, приготовлении пищи или принятии душа.
Поскольку устройства для наружного применения не вписываются в повседневный быт ни с эстетической, ни с практической точки зрения, исследователи создали устройство в виде обоев. Для обеспечения достаточной эффективности выработки энергии им пришлось разместить на плоской поверхности две зоны: одну — для поглощения влаги, другую — для ее испарения.
При разработке дизайна они вдохновлялись конструкцией микрочипа на печатной плате. Глицерин по краям улавливает влагу, а расположенная в центре структура из поливинилпирролидона (PVP) с нанесенным на нее восковым узором регулирует высвобождение влаги и процесс испарения. Благодаря такой конструкции перенос влаги происходит контролируемо, что обеспечивает более стабильную и непрерывную выработку электроэнергии.
На данном этапе обои способны вырабатывать достаточно энергии лишь для питания, например, датчиков окружающей среды. В ходе эксперимента от них также запитали беспроводную клавиатуру — хотя, разумеется, при подключении к обоям проводом она перестает быть беспроводной.
Подобно тому, как фотоэлектрическими панелями покрывают максимально возможную площадь крыши, объемы выработки энергии можно было бы увеличить, оклеив этими обоями все помещения. Однако исследователи видят и иной способ применения своей технологии. Поскольку обои поглощают влагу из воздуха, их можно использовать для регулирования влажности в помещениях. Осушители воздуха, оснащенные такой технологией, не только выполняли бы свою основную функцию, но и одновременно вырабатывали бы электроэнергию.
