Атмосферный водяной пар может стать главным возобновляемым источником энергии уже в ближайшем будущем
Ученые университета Тель-Авива провели ряд исследований, в процессе которых установили, что именно водяной пар, содержащийся в атмосфере Земли, уже в ближайшие десятилетия может стать главным возобновляемым источником энергии. Вопрос поиска возобновляемых источников энергии, на сегодняшний день, находится в авангарде повестки для научного сообщества. Так называемые «альтернативные источники энергии» являются важнейшим элементом за сохранение окружающей среды. Новое исследование ученых из Тель-Авивского университета показало, что водяной пар в атмосфере может стать потенциальным источником возобновляемой энергии уже в недалеком будущем.
Исследование, проведенное профессором Колином Прайсом в сотрудничестве с профессором Хадасом Саарони и Джуди Лаксом из «Porter School of the Environment and Earth Sciences», основано на том факте, что электричество материализуется в процессе взаимодействия молекул воды и металлических поверхностей.
«Мы стремились добыть энергию из явления, происходящего в природе: энергия из воды, - объясняет профессор Прайс. - энергия во время грозы вырабатывается водой в ее разных фазах - пар, капли воды и лёд. Процесс развития водяных масс от жидкого состояния до молний длиной около полумили занимает около 20 минут».
Основываясь на результатах более ранних открытий, исследователи намеревались создать крошечную низковольтную батарею, которая использует только естественную влажность воздуха. Впервые о возможности добывать энергию из атмосферных явлений заговорили в девятнадцатом веке: английский физик Майкл Фарадей обнаружил, что капли воды могут заряжать металлические поверхности в процессе трения между ними. А исследования, проведенные в начале 21-ого века, в свою очередь, показали, что некоторые металлы самопроизвольно накапливают электрический заряд при воздействии влаги.
«Молекулы воды обладают особой структурой. Этим обусловлен тот факт, что во время молекулярных столкновений вода может передавать электрический заряд от одной молекулы к другой. За счет трения молекулы H2O могут создавать своего рода статическое электричество», - говорит профессор Прайс.
«Мы попытались генерировать электричество в лаборатории и обнаружили, что разные изолированные металлические поверхности будут накапливать различное количество заряда при взаимодействии с водяным паром в атмосфере, но только при условии относительная влажности воздуха не ниже 60%. Такие погодные условия имеют место быть практически каждый день в тропических и субтропических климатических поясах», - добавил он.
По словам профессора Прайса, это исследование ставит под сомнение устоявшиеся представления о потенциале атмосферного пара в качестве возобновляемого источника энергии.
«Люди знают, что сухой воздух генерирует статическое электричество. Например, коснувшись рукой металлической дверной ручки, можно почувствовать небольшой электрический разряд. Вода обычно считается просто хорошим проводником электричества, но едва ли кто-то рассматривал её в качестве энергонакопителя, по крайней мере – до сегодняшнего дня. Однако, ситуация кардинально меняется, когда относительная влажность превышает определенный порог – атмосферный пар становится эффективным энергогенерирующим веществом», - отметил профессор.
Исследование показало, что атмосферный пар может быть источником зарядки поверхностей до напряжения около одного вольта.
- «Если батарея АА имеет напряжение 1,5 В, то в ближайшем будущем влага, содержащаяся в воздушной оболочке земли, сможет стать перспективным источником энергии. Вполне реально уже сегодня разработать батареи, которые можно заряжать от водяного пара в воздухе»*, - добавляет профессор Прайс.
«Результаты могут быть особенно для развивающихся странах, где многие регионы все еще не имеют доступа к электричеству, но климатические условия полностью одовлетворяют необходимым требованиям для «атмосферно-паровой» энергогенерации», - подчеркивает профессор Прайс.
Таким образом, такое распространенное атмосферное явление как повышенная влажность (60% и более) может стать ключом к экологически безопасному и экономически выгодному процессу генерации энергии.
Источник: DailyScience
Перевел: Марышев Павел