Nézze meg a sporthíreket is
Iratkozzon fel hírlevelünkre Nézze meg a sporthíreket is
Jun Yao, a dolgozat egyik szerzője, a Massachussettsi Egyetem segédprofesszora, számítógép- és elektromérnöke azt mondja, a levegő hatalmas mennyiségű elektromosságot tartalmaz. Gondoljunk egy felhőre, ami semmi több mint vízcseppek tömege.
Minden egyes vízcsepp töltéssel bír, és amikor a kondíciók megfelelőek, a felhő villámcsapást hoz létre - de nem tudják, hogyan fogják be megbízhatóan a villámlásból származó elektromosságot. Létrehoztak egy ember építette, kisméretű felhőt, ami kiszámíthatóan és folyamatosan elektromosságot hoz létre, tehát le tudják aratni.
Az ember alkotta felhő lényege az úgynevezett általános levegőgén hatástól (generic Air-gen effect) függ, és arra a munkára épít, amit Yao és társszerzője Derel Lovley a Massachussettsi Egyetem mikrobiológia professzora korábban végeztek 2020-ban, amiben megmutatták, hogy az elektromosság folyamatosan betakarítható a levegőből protein nanovezetékekből készült specializált anyaggal, mely a Geobacter sulfurreducens baktériumból nő. A baktérium felfedezése után rájöttek, hogy bármiféle anyaggal képesek elektromosságot kinyerni a levegőből, ha az anyag tele van szórva 100 nanométernél kisebb lyukakkal, ez egy emberi haj szélességének ezred része. Ez egy paraméter miatt, az úgynevezett közepes szabad úthossz miatt van. Ez az a távolság, amit egy anyag egy molekulája megtesz mielőtt ugyanannak az anyagnak egy másik molekulájába ütközik, ebben az esteben ez a molekula a levegőben lévő víz. Amikor a víz molekulák a levegőben lebegnek, ez a távolság körülbelül 100 nanométer.
Yao és kollégái rájöttek, hogy erre a számra alapozva tudnak tervezni egy elektromos aratógépet. Ez az aratógép olyan vékony anyagrétegből készülne, ami 100 nanométernél kisebb nanopórusokkal van ellátva, ami engedi, hogy a víz átmenjen az anyag felső részéből az anyag alsó részébe. De mivel a pórusok olyan kicsik, a vízmolekulák könnyen a pórus szélébe ütköznek ahogy a vékony rétegen áthaladnak. Ez azt jelenti, hogy a réteg felső része sokkal több töltéshordozó vízmolekulával van bombázva, mint az alsó rész, elektromos egyensúlyhiányt hozva létre, úgy, mint egy felhőben, ahogy a felső rész töltése növekszik az alsó részhez képest.
Ez hatékonyan egy olyan elemet hoz létre, ami addig működik, míg nedvesség van a levegőben.
Az ötlet egyszerű, de korábban sosem fedezték fel, és ez mindenféle lehetőseéget megnyit.
Az aratógép szó szerint mindenféle anyagból tervezhető, széles választékot nyújtva a költséghatékony és környezethez alkalmazható gyártáshoz. Elképzelhetünk aratógépeket egyféle anyagból az esőerdői környezethez és egy másikból szárazabb régiókhoz.
És mivel nedveség mindig jelen van, az aratógép működne a hét minden napján 24 órában, esik vagy süt, éjszaka, és akár fúj a szél, akár nem, ami megoldaná az olyan technológiák egyik fő problémáját, mint a szél, vagy nap, amelyek csak bizonyos kondíciók esetén működnek.
Végül, mivel a légnedvesség 3 dimimenziós térben terjed és az eszköz vastagsága az emberi haj szélességének csak egy töredéke, sokezer molekula egymásra halmozódik, hatékonyan arányosan fokozná az energia mennyiséget anélkül, hogy növelné az eszköz lábnyomát. Egy ilyen eszköz képes lenne kilowatt szintű energiát szállítani általános elektromos közmű felhasználáshoz.
Yao azt mondja képzeljünk el egy olyan világot, amelyben a tiszta elektromosság bárhol elérhető. Ez az eszköz azt jelenti, hogy ez a jövőbeli világ valósággá válhat.
(Forrás: Tech Explore: https://techxplore.com/)
