Водяной пар в атмосфере может быть основным возобновляемым источником энергии

Поиск возобновляемых источников энергии, к которым относятся ветровые, солнечные, гидроэлектрические сооружения, геотермальные источники и биомасса, вызывает интерес как у ученых, так и у политиков в связи с их огромным потенциалом в борьбе с изменением климата.

Новое исследование, проведенное Тель-Авивским университетом, показало, что водяной пар в атмосфере может служить потенциальным возобновляемым источником энергии в будущем.

Электричество из воздуха

Исследование, проведенное профессором Колином Прайсом в сотрудничестве с профессором Хадасом Саарони и докторанткой Джуди Лакс из Школы Портера TAU по изучению окружающей среды и наук о Земле, основано на открытии того, что электричество материализуется во взаимодействии между молекулами воды и металлическими поверхностями. Оно было опубликовано в Scientific Reports 6 мая 2020 года.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

"Мы стремились извлечь выгоду из природного явления: электричества из воды", - объясняет профессор Прайс. "Электричество при грозах вырабатывается только водой в различных фазах - водяным паром, каплями воды и льдом. Двадцать минут развития облака - это то, как мы получаем от капель воды к огромным электрическим разрядам - молнии, длиной в полмили".

Исследователи решили попробовать создать миниатюрную низковольтную батарейку, использующую только влажность воздуха, основываясь на результатах более ранних открытий. В XIX веке, например, английский физик Майкл Фарадей обнаружил, что капли воды могут заряжать металлические поверхности из-за трения между ними. Более поздние исследования показали, что некоторые металлы спонтанно накапливают электрический заряд при воздействии влажности.

Ученые провели лабораторный эксперимент по определению напряжения между двумя различными металлами, подвергающимися воздействию высокой относительной влажности, в то время как один из них заземлен. "Мы обнаружили, что между ними не было напряжения, когда воздух был сухим", - объясняет профессор Прайс. "Но как только относительная влажность воздуха поднялась выше 60%, между двумя изолированными металлическими поверхностями стало возникать напряжение". Когда мы снизили уровень влажности до уровня ниже 60%, напряжение исчезло. Когда мы проводили эксперимент на открытом воздухе в естественных условиях, мы увидели те же результаты.

"Вода - это особая молекула. Во время молекулярных столкновений она может переносить электрический заряд с одной молекулы на другую. Благодаря трению она может создавать своего рода статическое электричество", - говорит профессор Прайс. Мы попытались воспроизвести электричество в лаборатории и обнаружили, что различные изолированные металлические поверхности будут накапливать разное количество заряда из водяного пара в атмосфере, но только в том случае, если относительная влажность воздуха будет выше 60%". Это происходит почти каждый день летом в Израиле и каждый день в большинстве тропических стран".

По словам профессора Прайса, данное исследование ставит под сомнение сложившиеся представления о влажности и ее потенциале как источнике энергии. "Люди знают, что сухой воздух приводит к статическому электричеству, и иногда вы получаете "шок", когда прикасаетесь к металлической ручке двери. Вода обычно считается хорошим проводником электричества, а не тем, что может накапливать заряд на поверхности". Однако, кажется, что все меняется, как только относительная влажность воздуха превышает определенный порог", - говорит он.

Исследователи, однако, показали, что влажный воздух может быть источником заряда поверхностей до напряжения около одного вольта. "Если напряжение батареи AA составляет 1,5 В, то в будущем может появиться практическое применение: разработать батареи, которые можно заряжать от водяного пара в воздухе", - добавляет профессор Прайс.

"Результаты могут быть особенно важны в качестве возобновляемого источника энергии в развивающихся странах, где многие сообщества до сих пор не имеют доступа к электричеству, но влажность воздуха постоянно составляет около 60%", - заключает профессор Прайс. опубликовано econet.ru по материалам sciencenews.org

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet