Hidroelektrika: Budućnost obnovljive energije koja iskorištava vlažnost zraka

  • Hidroelektrika proizvodi električnu energiju iz vlage neovisno o vremenu.
  • Materijali kao što su grafen oksid i nanožice ključni su za njegov rad.
  • Male aplikacije već se testiraju, s pogledom na održivu budućnost.

munje i gromovi

Posljednjih su godina istraživanja u području obnovljivih izvora energije jako napredovala u stalnoj potrazi za novim izvorima energije. Jedna od tih inovacija, koja je počela izazivati ​​veliko zanimanje, je higroelektričnost, vrsta energije koja se stvara iz vlaga u zraku. Ovaj koncept, izveden iz sposobnosti određenih materijala da generiraju električni naboj kao odgovor na promjene u vlažnosti, u procesu je razvoja i mogao bi revolucionirati način na koji dobivamo energiju.

Što je higroelektricitet?

La higroelektričnost, također poznat kao higroelektrična energija, je inovativna metoda za proizvodnju električne energije iskorištavanjem vlažnosti okoliša. Za razliku od drugih obnovljivih izvora energije poput sunca ili vjetra, ne ovisi o specifičnim klimatskim čimbenicima poput izravne sunčeve svjetlosti ili vjetra. Higroskopni materijali ključni su za ovaj fenomen, budući da su sposobni apsorbirati molekule vode koje postoje u okolišu i generirati potencijalnu razliku koja proizvodi elektricitet.

higroelektričnost obnovljiva energija vlažnost zraka

Ovaj napredak, koji je proizašao iz pionirskih studija na sveučilištima kao što su Massachusetts (UMass) i Campinas (Brazil), otvorio je nove mogućnosti u području obnovljivih izvora energije. Pokazalo se da pojedini materijali, kao npr grafen oksid (GO) ili proteinske nanožice, može generirati električni naboj u dodiru s vlagom.

U slučaju grafen oksida, molekule vode koje se lijepe na njegovu površinu stvaraju potencijalnu razliku koja omogućuje stvaranje električne struje kada je spojen na vanjski krug. Ovo je bilo ključno otkriće jer se smatralo da materijali trebaju sunčevu svjetlost za proizvodnju električne energije. Higroelektrična energija nema ova meteorološka ograničenja, što ga čini vrlo perspektivnim rješenjem za budućnost.

Kako radi higroelektricitet?

Proces koji omogućuje proizvodnju električne energije iz vlage temelji se na interakciji između higroskopnih materijala i molekula vode u okolišu. Ovi materijali, kao što je prije spomenuto, imaju sposobnost da apsorbirati vodu i generirati a razlika opterećenja. U Projekt CATCHER, koji financira Europska unija, pokazao je da voda u atmosferi može akumulirati električne naboje nakon što je u kontaktu s česticama prašine koje se također nalaze u zraku. Interakcija između tih čestica i kapljica vlage stvara malu razliku potencijala, koja, kada je dovoljno velika, omogućuje dobivanje korisne električne struje.

higroelektričnost obnovljiva energija vlažnost zraka

Glavni materijali

Jedan od najčešće korištenih materijala za ovu vrstu energije su proteinske nanožice izrastao iz geobacter sulfurreducens, bakterija sposobna prenositi elektrone u dodiru s vlagom. Uređaj Gen. zraka razvijen od strane UMass Amherst radi povezivanjem ovih nanožica sa sićušnim elektrodama za proizvodnju električne energije iz zraka.

Još jedan obećavajući primjer je korištenje grafen oksid (GO), materijal koji je pokazao veliku sposobnost stvaranja električnih naboja. Kada se molekule vode iz atmosfere priljube na površinu GO, dolazi do razlike u naboju koja uzrokuje da elektroni teku prema molekulama vode, generirajući električnu struju.

Elektrode i nanopore

Raspored od elektrode Također igra ključnu ulogu u poboljšanju učinkovitosti higroelektrike. Zapravo, oni koriste vodljive metale kao što su Platina, zlato o srebro poboljšati učinkovitost hvatanja električne energije.

Nadalje, struktura materijala također ima izravan utjecaj na njegovu sposobnost stvaranja energije. U novijim istraživanjima je pokazano da, stvaranjem nanopore U tim materijalima (tj. sićušne perforacije manje od 100 nanometara) može se povećati količina prikupljene vlage, a time i količina proizvedene energije.

Buduće primjene higroelektrične energije

higroelektričnost obnovljiva energija vlažnost zraka

Iako je tehnologija još u fazi razvoja, njen potencijal je vrlo velik. Kratkoročno, aplikacije se već istražuju za feed male uređaje poput pametnih satova, medicinskih senzora i IoT uređaja. Ovi sustavi su idealni za higroelektričnu energiju jer zahtijevaju vrlo malo energije i, u mnogim slučajevima, koriste se na mjestima gdje je uvijek prisutna vlaga, kao što je unutar domova ili zgrada.

U daljoj budućnosti mogle bi se razmotriti primjene velikih razmjera. Istraživanja poput Projekt HUNTER Usredotočeni su na razvoj materijala i uređaja koji mogu transformirati energiju vlage u puno veće količine. Na primjer, integracija ovih uređaja u solarni paneli za rad noću kada sunčeva energija nije dostupna.

Na mjestima s visokom razinom vlažnosti, kao što su tropska područja, ove higroelektrični kolektori Mogli bi se postaviti u domove kako bi generirali kontinuirani izvor ekološki prihvatljive energije. Nadalje, njegova dostupnost 24/7 nadmašuje isprekidanost drugih obnovljivih izvora kao što su solarna energija i energija vjetra.

Trenutna istraživanja i izazovi

Jedan od aktualnih izazova u razvoju tehnologije higroelektrike je skalabilnost. Količina energije koju proizvodi jedan uređaj relativno je mala, pa istraživači traže načine za slaganje više jedinica ili poboljšanje materijala kako bi povećali generiranu snagu.

El Projekt hvatač radi na prototipu panela koji mjeri 1 kvadratni metar i može proizvesti do 20W/m2. Iako to nije dovoljno za opskrbu cijelog kućanstva, veliki je korak prema komercijalnoj održivosti. Dugoročno gledano, kombiniranje ove tehnologije s drugim oblicima proizvodnje energije moglo bi dovesti do a raznolikiju i održiviju energetsku infrastrukturu.

Izbor materijala ostaje važan aspekt. Nanomaterijali su skupi i još nisu dosegli industrijsku skalabilnost potrebnu za komercijalizaciju velikih razmjera. Međutim, napredak u nanotehnologiji i dalje otvara vrata za razvoj ekonomičnijih i učinkovitijih uređaja.

Zanimanje za hidroelektričnu energiju nastavlja rasti, a ulaganja organizacija poput Europska unija u projektima kao što je CATCHER ističe da postoje velika očekivanja od ove tehnologije u nastajanju.

Hidroelektrična energija je još uvijek u ranoj fazi razvoja, ali obećava da će biti jedna od ključnih tehnologija u nizu obnovljivih izvora energije. Dok istraživači nastavljaju usavršavati materijale i tehnike, uskoro bismo mogli vidjeti praktične primjene koje bi mogle promijeniti način na koji dobivamo i koristimo energiju.


Ostavite svoj komentar

Vaša email adresa neće biti objavljen. Obavezna polja su označena s *

*

*

  1. Za podatke odgovoran: Miguel Ángel Gatón
  2. Svrha podataka: Kontrola neželjene pošte, upravljanje komentarima.
  3. Legitimacija: Vaš pristanak
  4. Komunikacija podataka: Podaci se neće dostavljati trećim stranama, osim po zakonskoj obvezi.
  5. Pohrana podataka: Baza podataka koju hostira Occentus Networks (EU)
  6. Prava: U bilo kojem trenutku možete ograničiti, oporaviti i izbrisati svoje podatke.

      Abel dijo

    Nastaju mi ​​velike nepoznanice.
    Želio bih znati utječe li ovaj postupak na oblake?
    do njegove prirodne formacije, autonomije, kvalitete ili trajnosti?
    Znamo da oni reguliraju ekosustave pružajući vodu za sve vrste života.
    Između ostalog, pomažu u sprječavanju pregrijavanja planeta.
    Dijelim hitnu potrebu za prelaskom na energiju koja ne zagađuje okoliš;
    ali mislim da će ovo oštetiti oblake, šteteći njihovoj kreaciji i kvalitetama.
    Manja količina oblaka donijet će nam gore probleme:
    dalje ubrzati globalno zagrijavanje i uništiti
    plodnost tla (džungle, šume, usjevi, stoka),
    rijeke (život vodonosnika, suše) itd. pretvarajući ih u pustinjska područja.
    Želim misliti da ovo nije neki posao nekog oportunista;
    da u svrhu dobivanja financiranja i velike dobiti obmanjuje ljude,
    s argumentima koje je podržala skupina plaćeničkih znanstvenika.
    Želio bih istaknuti nešto važnije, informirati se i raspraviti:
    Kažem da nisu dovoljne samo čiste energije s nultom emisijom.
    Ako nastavimo ubrizgavati sve više i više energije, ona mora negdje izaći ...
    Mislim da će se temperatura akumulirati u velikim količinama,
    noseći i probijajući našu voljenu atmosferu još više.
    Možda se energija može beskrajno dodavati bez utjecaja
    okoliš; čak i ako je obnovljiv i čist?
    Sjećam se balona koji je raznijet do pucanja ili ekspres lonca koji je otkriven.