Przez przypadek uzyskali prąd z powietrza. Marzenie Tesli może się wkrótce spełnić
Zespół badaczy z Uniwersytetu Stanu Massachusetts (UMass) w Amherst w USA opublikował w czasopiśmie Advanced Materials, artykuł, w którym informują oni, że udało im się wygenerować ciągły prąd elektryczny z wilgoci w powietrzu. Innymi słowy, naukowcy wygenerowali prąd z powietrza. Jakby tego było mało, wszystko stało się przez przypadek!
Zespół naukowców z UMass był naprawdę zaskoczony, gdy odkrył, że urządzenie, które składało się z wielu mikroskopijnych rurek lub ineczaj - nanodrutów, wytworzyło sygnał elektryczny.
Nanorurki i wilgoć - to wszystko!
Każdy taki mikroskopijny drucik ma średnicę tysiąc razy mniejszą od średnicy ludzkiego włosa. To jednak rozmiar wystarczający do tego, by mogła znaleźć się w nim cząsteczka wody, jakich unosi się w powietrzu mnóstwo. Jednocześnie średnica nanorurek jest na tyle mała, że cząsteczki wody, które do niej trafiły, wchodziły w styczność z jej ściankami. Każde takie zetknięcie sprawiało, że materiał, z jakiego wykonane były nanorurki zyskiwał niewielki ładunek elektryczny. Wraz ze wzrostem liczby takich zetknięć jeden z końców rurki stawał się inaczej naładowany niż drugi. Jak tłumaczy główny autor badania, prof. Jun Yao:
To naprawdę bateria! Mamy ładunki dodatnie i ujemne, a kiedy je połączymy, ładunek elektryczny będzie płynął.
Tym, co sprawia, że cała sprawa jest jeszcze bardziej niesamowita jest fakt, że wszystko stało się przypadkiem. Jak dodaje prof. Yao:
Szczerze mówiąc, był to przypadek. Byliśmy zainteresowani stworzeniem prostego czujnika wilgotności powietrza. Ale z jakiegoś powodu student, który nad tym pracował, zapomniał podłączyć zasilanie.
Zespół naukowców zdając sobie sprawę, że to, co odkrył, może mieć potencjał, zaczął stosować inną metodę. Zamiast nanodrutów, teraz dziurkują materiały milionami maleńkich otworów, określanych mianem „nanoporów”. W ten sposób stworzyli urządzenie wielkości znaczka pocztowego o grubości mniej więcej jednej piątej ludzkiego włosa. Jest ono w stanie wygenerować prąd o mocy około jednego mikrowata. Jaka to ilość? Wystarczająca do tego, by sprawić, aby zaświecił jeden piksel na ekranie LED.
Skoro technologia ta jest w stanie zasilić jeden piksel, rodzi się pytanie - czy można by przy jej użyciu wygenerować energię potrzebną do rozświetlenia całego ekranu? A jeśli tak, to może zamiast ekranu, można by zasilić np. cały dom? Wydaje się, że nic nie stoi na przeszkodzie, bo jak przyznaje w rozbrajającą szczerością prof. Yao, „powietrze jest wszędzie", i dodaje:
Nawet jeśli cienki arkusz urządzenia emituje bardzo małą ilość energii elektrycznej lub mocy, możemy układać wiele warstw w przestrzeni pionowej, aby zwiększyć moc wytwarzanego prądu.
Już Nikola Tesla marzył o energii elektrycznej z powietrza
Co ciekawe, już na początku XX wieku serbski wynalazca Nikola Tesla dążył do pozyskania nieograniczonej ilości darmowej energii elektrycznej właśnie z powietrza. Jego marzenia nigdy nie zostały zrealizowane, ale obietnica energii elektrycznej dającej się czerpać z powietrza nie umarła. Przykładem są wspomniani naukowcy z Massachusetts, choć nie tylko oni.
Jednym z naukowców pokładających duże nadzieje w elektryczności z powietrza jest emerytowany profesor nauk inżynieryjnych na Uniwersytecie Oksfordzkim Peter Dobson. Śledzi on prace naukowców z USA i innych miejsc, takich jak lizboński „Catcher Project”, który jest inicjatywą zajmującą się próbami pozyskiwania elektryczności z powietrza. Jak mówi:
Kiedy po raz pierwszy o tym wszystkim usłyszałem, pomyślałem: Oho kolejna mrzonka! Ale jednak nie, ten projekt ma ręce i nogi. Jeśli uda się go zaprojektować i skalować oraz uniknąć zanieczyszczenia przez drobnoustroje atmosferyczne, powinien działać.
Oczywiście, przed naukowcami jeszcze wiele wyzwań na drodze do sukcesu. Jednym z nich jest zapobieganie skażeniu mikrobiologicznemu. Innym może być choćby pozyskiwanie surowców, kalkulacja kosztów, ocena śladu środowiskowego itd.
Sami badacze przyznają, że optymalizacja prototypu i osiągnięcie odpowiednio wysokiej skali produkcji może zająć lata. Jak sugeruje prof. Yao, wciąż jednak istnieją powody do optymizmu:
Wiele energii jest przechowywane w cząsteczkach wody w powietrzu. To właśnie tam powstaje efekt błyskawicy podczas burzy. Istnienie tego rodzaju energii nie ulega wątpliwości. Chodzi o to, jak ją zbieramy.