Tévedés vezetett a levegőből áramot termelő találmányhoz

A világ feltalálói régóta próbálnak energiát meríteni észrevétlenül mindenütt jelen lévő dolgokból, a vákuumtól a kozmikus háttérzajig, mindeddig kevés sikerrel. Ezért volt különösen érdekes, hogy idén májusban a Massachusetts Amherst Egyetem munkatársainak végre sikerült a dolog. Beszámolójuk szerint feltalálták a higroelektomosságot, vagyis egy olyan megoldást, amivel gyenge, de tartós elektromos energia termelhető a levegő páratartalmából.

A kutatók nem nagyban gondolkodtak, hanem nagyon kicsiben, eszközük a nanocsövekbe kerülő vízmolekulák energiáját hasznosítja – sőt a The Guardian beszámolójából kiderül, hogy valójában semmiben sem gondolkodtak, mert a felfedezés teljesen véletlen volt.

Őszintén szólva mellényúlás történt. Egy egyszerű páratartalom-érzékelőt próbáltunk készíteni, de az egyik hallgató, aki ezen dolgozott, elfelejtette bekapcsolni az áramot

– magyarázza Jun Yao professzor.

A csapat ekkor vette észre, hogy a mikroszkopikus csövekből és nanodrótokból álló eszköz a malőr ellenére elektromos jeleket mutat. Mint kiderült, a hajszálnál ezerszer vékonyabb nanocsövekben ide-oda pattognak a vízmolekulák, és ettől fokozatosan töltés épült fel a cső két vége között.

Szóval olyan, mint egy elem, van egy negatív töltés meg egy pozitív töltés, és ha összekötöd őket, áramot kapsz.

– mutatott rá Yao, aki kollégáival az eredeti tévedés nyomán új eszközt készített: egy nanoméretű üregekkel teli anyagot, ami köröm méretű, de a hajszálnál vékonyabb. Ez képes volt egy mikrowatt teljesítményt generálni, ami a gyakorlatban egy nagy kijelző egyetlen LED-pixelének működtetésére lenne elegendő. Kérdés, hogy mekkora felületre lenne szükség egy háztartás energiaigényének kiszolgálásához. Yao szerint ez a szép a dologban: levegő és pára mindig van, a higrogenerátorból pedig elég sok réteget lehet egymásra tenni.

Ezen dolgozik egy Yaoék kutatásával közelebbi kapcsolatot létesítő másik csapat, amit Szvetlana Ljubcsik professzor és fiai, Andrej és Szergej Ljubcsik, akik Lisszabonban Catcher néven fejlesztenek megújuló páraenergiát hasznosító eszközt. 

Andrej felidézte, hogy sokszor

a konferenciákon rendezett bemutatón, mert az eszközből érkező minimális feszültség nem volt stabil, ezért teljes erőből fújniuk kellett. Időközben az Európai Innovációs tanács öt és fél millió euróval támogatta a fejlesztést, aminek egy 4 centiméter átmérőjű, 1,5 voltot és 10 milliampert termelő eszköz lett az eredménye – ezekből 20 ezer egy mosógép méretű dobozba zsúfolva már képes egy háztartás ellátásához elegendő energiát előállítani. Ebből 2024-re szeretnének működő prototípust építeni.

Az ukrán szakemberek szerint a higroelektromosság hamarosan teljes jogú megújuló energiaforrássá válhat, mint a nap- és szélenergia, miközben nagy előnye, hogy naptól és széltől függetlenül folyamatosan képes energiát termelni. De ahhoz, hogy a gyakorlatban is használható energiaforrássá váljon, megfizethetőnek és kifizetődőnek is kell lennie, ez a körülmény pedig a piac törvényeit követi: minél nagyobb tömegben gyártják, annál olcsóbb lesz, és az sem árt, ha az eszköz építéséhez szükséges cirkónium-oxid nagy mennyiségben, olcsón elérhető.

Rengeteg energia van a levegőben található vízmolekulákban. Ezért villámlik, amikor vihar van. Nem az a kérdéses, hogy ez az energia létezik, csak az, hogy hogyan tudjuk begyűjteni

– mondja Yao.

(The Guardian, Interesting Engineering)