Дослідники розробили паперовий апарат, здатний генерувати електричну енергію прямо з атмосферного повітря.
Дослідники Бінгемтонського університету у Нью-Йорку розробили новий метод вилучення вологи з повітря та перетворення її на електрику. Про це йдеться у статті, яка опублікована на сайті університету, передає Interesting Engineering.
Зокрема, група дослідників представила свій новаторський носимий пристрій з паперу, що дозволяє безперервно та ефективно генерувати електроенергію за рахунок збору вологи.
"У майбутньому переносна електроніка буде використовувати енергозбиральні технології, хоча наразі ці методи характеризуються нерегулярністю в часі, випадковими місцями збору та низькою ефективністю перетворення. Ця тема привернула мою увагу, оскільки волога є невід'ємною частиною нашого повітря, і я зрозумів, що процес збору енергії з вологи може бути досить простим," - поділився професор Сохен "Шон" Чой з Бінгемтонського університету.
Завдяки знанням, які Лабораторія біоелектроніки та мікросистем Чоя здобула за останні 15 років, цей генератор застосовує спори бактерій в ролі "функціональної групи", здатної розкладати молекули води на позитивні та негативні іони.
"Капіляри в папері здатні вбирати спори, формуючи градієнт з більшою концентрацією позитивних іонів у верхній частині, ніж у нижній. Цей дисбаланс створює електричний заряд. Введення шару паперу Janus, який з одного боку є гідрофобним, а з іншого – гідрофільним, покращує здатність до вбирання вологи. Цей матеріал притягує молекули води, зберігаючи їх всередині пристрою до моменту обробки", – зазначили фахівці з Interesting Engineering.
Це дослідження відкриває можливості для розробки пристроїв, які будуть повністю виготовлені з паперу. Вони будуть легкими, зручними для використання, здатними до масштабування та одноразовими, при цьому не завдаючи шкоди навколишньому середовищу.
Чой підкреслює, що вологий електричний генератор може стати справжнім проривом для низькопотужних датчиків, систем доставки медикаментів та електричної стимуляції.
Також дослідник планує зменшити габарити апарату до розмірів мікроелектромеханічних систем (MEMS).
"Розміри одного з пристроїв виявилися занадто великими для мене. Я великий прихильник MEMS! Скорочуючи кожен модуль і об'єднуючи більше елементів на компактному просторі, ми можемо істотно збільшити щільність енергії. Більш того, завдяки використанню паперу, у нас з'являється можливість дослідити безліч інших концепцій, зокрема техніку оригамі", - зазначив він.
Паралельно з тим, як інші науковці працюють над створенням носимих пристроїв для тривалого використання, Чой дотримується думки, що варто обрати інший шлях і сфокусуватися на розробці одноразових пристроїв, які не призведуть до накопичення електронних відходів та не зашкодять екології.
"Я не прагну носити один і той же предмет протягом цілого дня протягом чотирьох місяців. Мені хочеться використовувати його на короткий термін, а потім від нього позбутися. Тому, на мою думку, папір є найбільш придатним варіантом", - зазначає Чой.
