Новое устройство генерирует энергию из атмосферной влаги
Объединив поглощающий влагу гель с активируемыми светом материалами, сингапурские исследователи разработали устройство, вырабатывающее энергию в процессе осушения наружного воздуха.
Метод может стать зеленой альтернативой кондиционерам, сообщает sciencedaily.com. Технология описана в журнале Joule.
На проект ученых вдохновили фотоэлектрохимические системы (ФЭХ), производящие энергию из света и воды. Команда объединила активируемые светом материалы со сверхгигроскопичными гидрогелями на основе цинка и кобальта. Они могут забирать из воздуха количество воды, в 4 раза превышающее их вес. Система способна понизить относительную влажность на 12%, генерируя слабый ток при естественном свете.
«Многие считают Сингапур жарким. Но ощущение создает относительная влажность, — сказал старший автор, Су Чинг Тан из Сингапурского государственного университета. – Я задумался, можно ли изобрести устройство, собирающее жидкость из воздуха для одновременного уменьшения влажности и генерирования воды или энергии».
Команда изготовила такое устройство из гидрогеля, катода, фотоанода и солнечной батареи. Атмосферная влажность выступила в роли электролита. Фотоаноды действуют как электрокатализаторы, окисляя и расщепляя поглощенную воду при наличии света. Гидрогель непрерывно пополняет систему жидкостью, поддерживая постоянную выработку энергии.
«Разработанный нами кобальтовый гидрогель второго поколения поглощает влагу быстрее любого доступного осушающего агента. Находясь в коробке, он понизил относительную влажность на 30-35% в сравнении с внешними параметрами, — сказал Тан. – За счет сухости внутри ощущался холод».
Результаты предполагают, что устройство, в сочетании с вентилятором, может заменить кондиционер. Дополнительно оно вырабатывает фототок около 0,4 мА/кв.см. Это – небольшая мощность, но система, в сравнении с обычными кондиционерами, улучшает температурный комфорт с меньшим потреблением энергии. Даже при масштабировании до коммерческих масштабов, устройства будет проще устанавливать. Обслуживание портативных систем обойдется значительно дешевле кондиционеров.
«Считается, что влажность влияет только на экваториальные или тропические страны. Но проблема существует и в Европе. Высокие уровни влажности делают дома затхлыми. Наша система одновременно осушает и охлаждает воздух, вырабатывая энергию», — сказал Тан.
