Созданы обои, которые вырабатывают электричество из влаги воздуха
iXBT.com ·
Исследователи Бингемтонского университета в США разработали бумажные «энергетические обои», способные непрерывно вырабатывать электричество из влаги воздуха в помещении. Технология одновременно работает как пассивный осушитель и в перспективе может питать датчики умного дома и другую маломощную электронику без батареек.
Исследователи Бингемтонского университета в США разработали бумажные «энергетические обои», способные непрерывно вырабатывать электричество из влаги воздуха в помещении. Технология одновременно работает как пассивный осушитель и в перспективе может питать датчики умного дома и другую маломощную электронику без батареек.
В основе разработки лежат миниатюрные влагоэлектрические генераторы (MEG). Они поглощают молекулы воды из воздуха, из-за чего внутри материала происходит разделение ионов. Возникающий градиент концентрации создает электрическое напряжение между противоположными сторонами листа.
В отличие от солнечных панелей, такой системе не нужен свет. Исследователи считают помещения подходящей средой для технологии, поскольку влажность в домах обычно остается в пределах 30–60%. Кроме того, водяной пар постоянно поступает в воздух из-за дыхания людей, приготовления пищи, принятия душа и других бытовых процессов.
Для производства генераторов используется технология «бумажной электроники», позволяющая формировать необходимые структуры непосредственно на листе. По краям бумаги нанесен глицерин, который активно поглощает влагу. В центральной части находится полимерная структура с восковым рисунком. Она регулирует испарение и поддерживает направленное движение влаги, необходимое для непрерывной генерации электричества.
Исследователи собрали полноразмерный экспериментальный лист из 1596 соединенных генераторов. Каждый элемент выдавал около 0,34 В при относительной влажности 80%, а удельная мощность достигала 2,2 мкВт/см². Вся система смогла непрерывно питать беспроводную клавиатуру без батареек.
Одновременно обои продемонстрировали способность снижать влажность воздуха. В экспериментальном помещении ее уровень снизился с 38 до 32%. Авторы считают, что в будущем технология сможет частично уменьшить нагрузку на системы кондиционирования и осушения воздуха, одновременно позволяя получать из влаги небольшое количество электричества.
Все электрические соединения исследователи разместили с обратной стороны листа. Благодаря этому обои можно использовать как обычное настенное покрытие без видимой проводки.
Мощности технологии пока недостаточно для питания бытовой техники вроде холодильников или телевизоров. Основная область применения — устройства с минимальным энергопотреблением: беспроводные датчики температуры и влажности, климатические мониторы, элементы систем умного дома и другая маломощная электроника.