Инженеры Массачусетского технологического института (MIT) в США разработали пористый материал, который способен пропускать через себя влажный воздух и непрерывно генерировать электричество. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Materials.
Изначально было показано, что электричество можно получать из влажного воздуха с помощью белковых нанопроволок, выращенных из бактерии Geobacter sulfurereducens. Эта бактерия известна тем, что она способна проводить электрический ток, и ее уже используют в качестве микробного топливного элемента, преобразующего химическую энергию (при потреблении биологических отходов) в электричество. Однако ученые пришли к выводу, что эффект воздушного генератора (англ. Air-gen effect) является универсальным для различных пористых материалов.
Подходящие материалы должны удовлетворять только одному требованию: их поры должны иметь размер менее 100 нанометров. Это объясняется тем, что длина свободного пробега молекулы воды в воздухе, прежде чем она столкнется с другой молекулой, составляет около ста нанометров. Мелкие поры позволяют молекулам воды проходить из верхней части материала в нижнюю, однако при этом верхняя часть будет бомбардироваться гораздо большим количеством молекул, несущих заряд. В результате поверхность материала электризуется подобно тому, как это происходит в грозовом облаке.
Как рассказывают ученые в пресс-релизе на TechXplore, устройство на основе нанопористых пленок может работать круглосуточно в любую погоду, поскольку воздух всегда имеет какую-то влажность. Эта решает проблемы, связанные с такими технологиями зеленой энергетики как ветровые турбины или солнечные батареи. Поскольку толщина устройства составляет меньше диаметра человеческого волоса, биопленки можно расположить друг поверх друга, эффективно повышая количество генерируемой электроэнергии на уровне киловатта без увеличения занимаемой площади.
Ранее сообщалось, что ученые Бингемтонского университета в США разработали микробный топливный элемент на основе бактерий Bacillus subtili и микропористого графенового гидрогеля, который может выдержать длительное хранение (вплоть до ста лет) и быстро прорасти при воздействием специальных питательных веществ, предварительно загруженных в устройство.
