Quasi ogni oggetto può raccogliere energia dal nulla, hanno scoperto gli scienziati

Quasi tutti i materiali possono essere utilizzati per convertire l’energia nell’umidità dell’aria in elettricità, hanno scoperto gli scienziati, in una svolta che potrebbe portare alla produzione continua di energia pulita con poco inquinamento.

Pubblicato nella tesi Materiale avanzatosta costruendo 2020 lavoro È stato il primo a dimostrare che era possibile trarre energia dall’umidità dell’aria utilizzando materiali raccolti dai batteri. Il nuovo studio mostra che qualsiasi materiale, come il legno o il silicio, può essere scomposto in minuscole particelle e rigenerato con pori microscopici. Ma ci sono molte domande su come misurare il prodotto.

“Quello che abbiamo trovato è, potete immaginare, è come una nuvola artificiale su piccola scala”, ha detto Jun Yao, professore di ingegneria presso l’Università del Massachusetts ad Amherst e autore senior dello studio. “È davvero un’enorme fonte di elettricità pulita continua e molto facilmente accessibile. Immagina di avere elettricità pulita ovunque tu vada.

Che si tratti di un’escursione in montagna, nel deserto, in un villaggio rurale o su una strada, questo include le foreste.

Il generatore eolico, chiamato “Air-gen”, sfrutta l’energia dall’umidità sempre presente senza fare affidamento sul sole o sul vento, fornendo elettricità continua e pulita. A differenza dei pannelli solari o delle turbine eoliche, che richiedono ambienti specifici per prosperare, Air-Gens può andare ovunque, ha detto Yao.

Una bassa umidità, tuttavia, significa che è possibile raccogliere meno energia, ha affermato. L’inverno, con l’aria più secca, produce meno energia dell’estate.

Il dispositivo, delle dimensioni di un’unghia e più sottile di un singolo capello, è punteggiato da minuscoli fori chiamati nanopori. I pori hanno un diametro inferiore a 100 nanometri, ovvero meno di un millesimo della larghezza di una ciocca di capelli umani.

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I minuscoli fori consentono il passaggio dell’acqua nell’aria creando uno squilibrio di carica nella parte superiore e inferiore del dispositivo, creando di fatto una batteria che continua a funzionare.

“Stiamo spalancando le porte alla raccolta di elettricità pulita dal nulla”, ha detto in una nota Xiaomeng Liu, un altro autore e studente laureato in ingegneria di UMass.

Un prototipo produce solo una piccola quantità di energia – sufficiente per illuminare un punto su un grande schermo – e, a causa delle sue dimensioni, gli air-gen possono essere impilati uno sopra l’altro, con spazi d’aria in mezzo, ha detto Yao. . La conservazione dell’elettricità è una questione separata.

Yao stima che circa 1 miliardo di Air-Gen, impilati all’incirca come un frigorifero, produrrebbero un kilowatt e alimenterebbero una casa in condizioni alquanto ottimali. Rendendo lo strumento più efficiente, il team spera di ridurre sia il numero di dispositivi necessari sia lo spazio che occupano. Farlo può essere impegnativo.

Gli scienziati devono prima capire quale materiale è più efficace da utilizzare in climi diversi. In definitiva, ha detto Yao, spera di sviluppare una strategia per ingrandire il dispositivo senza bloccare l’umidità che può catturare. Anche lui vuole Scopri come impilare in modo efficiente i dispositivi uno sopra l’altro e come progettare un generatore d’aria in modo che un dispositivo della stessa dimensione catturi più energia.

Non è chiaro quanto tempo ci vorrà.

“Una volta sviluppato questo, puoi metterlo ovunque”, ha detto Yao.

Può essere incorporato nella pittura murale di una casa, ingrandito in uno spazio inutilizzato di una città o disseminato negli spazi difficili di un ufficio. Poiché può utilizzare quasi tutti i materiali, può estrarre meno dall’ambiente rispetto ad altre forme di energia rinnovabile.

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“L’intera Terra è ricoperta da uno spesso strato di umidità”, ha detto Yao. “È un’enorme fonte di energia pulita. Questo è solo l’inizio del suo sfruttamento”.

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