Технології

Водяна пара в атмосфері може бути основним відновлюваним джерелом

Пошук поновлюваних джерел енергії, до яких належать вітрові, сонячні, гідроелектричні споруди, геотермальні джерела і біомаса, викликає інтерес як у науковців, так і політиків у зв’язку з їх величезним потенціалом у боротьбі зі зміною клімату.

Нове дослідження, проведене Тель-Авівським університетом, показало, що водяна пара в атмосфері може служити потенційним відновлюваним джерелом енергії в майбутньому.

Електрика з повітря

Дослідження, проведене професором Коліном Прайсом у співпраці з професором Хадасом Саароні і докторанткою Джуді Лакс зі Школи Портера TAU з вивчення навколишнього середовища і наук про Землю, засноване на відкритті того, що електрика матеріалізується у взаємодії між молекулами води і металевими поверхнями. Воно було опубліковано у Scientific Reports 6 травня 2020 року.

“Ми прагнули отримати вигоду з природного явища: електрики з води”, – пояснює професор Прайс. “Електрика при грозах виробляється тільки водою у різних фазах – водяною парою, краплями води й льодом. Двадцять хвилин розвитку хмари – це те, як ми отримуємо від крапель води до величезних електричних розрядів – блискавки, довжиною в півмилі”.

Дослідники вирішили спробувати створити мініатюрну низьковольтну батарейку, що використовує тільки вологість повітря, ґрунтуючись на результатах попередніх відкриттів. У XIX столітті, наприклад, англійський фізик Майкл Фарадей виявив, що краплі води можуть заряджати металеві поверхні із-за тертя між ними. Більш пізні дослідження показали, що деякі метали спонтанно накопичують електричний заряд при впливі вологості.

Вчені провели лабораторний експеримент по визначенню напруги між двома різними металами, що піддаються впливу високої відносної вологості, в той час як один з них заземлений.

“Ми виявили, що між ними не було напруги, коли повітря було сухим”, – пояснює професор Прайс. “Але як тільки відносна вологість повітря піднялася вище 60%, між двома ізольованими металевими поверхнями стала виникати напруга. Коли ми знизили рівень вологості до рівня нижче 60%, напруга зникла. Коли ми проводили експеримент на відкритому повітрі в природних умовах, ми побачили ті ж результати.

“Вода – це особлива молекула. Під час молекулярних зіткнень вона може переносити електричний заряд з однієї молекули на іншу. Завдяки тертю вона може створювати свого роду статичну електрику, – говорить професор Прайс. – Ми спробували відтворити електрику в лабораторії й виявили, що різні ізольовані металеві поверхні будуть накопичувати різну кількість заряду з водяної пари в атмосфері, але тільки в тому випадку, якщо відносна вологість повітря вище 60%. Це відбувається майже щодня влітку в Ізраїлі і кожен день в більшості тропічних країн”.

За словами професора Прайса, дане дослідження ставить під сумнів усталені уявлення про вологість та її потенціал як джерела енергії.

“Люди знають, що сухе повітря призводить до статичної електрики, і іноді ви отримуєте “шок”, коли торкаєтеся до металевої ручки дверей. Вода зазвичай вважається хорошим провідником електрики, а не тим, що може накопичувати заряд на поверхні. Однак, здається, що все міняється, як тільки відносна вологість повітря перевищує певний поріг”, – говорить він.

Дослідники, проте, показали, що вологе повітря може бути джерелом заряду поверхонь до напруги близько одного вольта. “Якщо напруга батареї AA 1,5 В, то в майбутньому може з’явитися практичне застосування: розробити батареї, які можна заряджати від водяної пари в повітрі”, – додає професор Прайс.

“Результати можуть бути особливо важливі як для поновлюваного джерела енергії в країнах, де багато спільнот досі не мають доступу до електрики, але вологість повітря постійно складає близько 60%”, – підсумовує професор Прайс.

Натхнення: econet.ru


Підписуйтеся на нас в Гугл Новини, а також читайте в Телеграм і Фейсбук


comments powered by HyperComments
Back to top button
comments powered by HyperComments