Генератор для выработки энергии из влаги воздуха сделали из пищевых продуктов
Британские исследователи научились вырабатывать электроэнергию из влаги воздуха. Все, что для этого нужно — продукты, которые есть на любой кухне.
Высокостабильный биоразлагаемый генератор энергии из влажности (Moisture‑Electric Generator — MEG) описан в журнале Nano Energy. Сделан он из желатина, поваренной соли и активированного угля, а источником энергии для него служит влажность воздуха, которая обычно создает серьезные проблемы для электроники.
В процессе изготовления необычного источника питания высыхающий желатиново-солевой раствор самоорганизуется в трехслойную структуру — по сути, твердый электролит. Когда эта слойка попадает во влажную среду, испаряющаяся вода движется через нее, порождая ионный ток.
Один такой элемент дает ЭДС до 0,95 В при относительной влажности воздуха выше 60%; его ресурс — более 30 дней.
Генератор легко масштабируется. В экспериментах батарея MEG вырабатывала до 90 вольт при токе 5,08 мА. Этого хватило, чтобы светилась гирлянда из 40 светодиодов.
«Чтобы получить высокое напряжение, обычно нужны сложные производственные процессы или дефицитные материалы. Мы показали, что можно добиться хороших результатов, используя простые и возобновляемые компоненты», — говорит инженер-материаловед Мин Донг из Лондонского университета королевы Марии (QMUL), первый автор исследования.
Вырабатываемое генератором напряжение сильно зависит от влажности (до определенного ее порога), поэтому он может работать как высокочувствительный, совместимый с кожей датчик, которому не нужно внешнее питание.
Чувствительность такого импровизированного сенсора столь велика, что, как показали эксперименты, он может в реальном времени отслеживать выдохи и даже подсчитывать слоги в сказанных словах; он так же может выполнять функции бесконтактного датчика приближения — по испарениям от кожи.
Самый впечатляющий плюс разработки — абсолютная экологичность. После использования устройство либо разлагается в почве за несколько недель, либо растворяется в воде, что позволяет извлекать и повторно применять его компоненты без опасных химикатов.
«Главной целью исследования было переосмысление подхода к разработке и изготовлению материалов для электроники. И она достигнута — мы показали, что высокоэффективные энергетические устройства можно делать из недорогих, экологически безопасных материалов», — подытожил руководитель группы функциональных полимеров и композитов в QMUL Димитриос Папагеоргиу, возглавлявший исследование.
Создан биоразлагаемый робот из желатина — видео
Ученые создали генератор электричества из грецкого ореха и капли воды
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX