Brzmi to jak coś nierealnego, lecz autorzy publikacji zamieszczonej na łamach Advanced Materials są jak najbardziej poważni. Wyjaśniają, że dzięki ich podejściu materiał może pobierać energię elektryczną z wilgoci zawartej w powietrzu. W efekcie energię można produkować w zasadzie przez 24 godziny na dobę, siedem dni w tygodniu.
Czytaj też: Przesłali informacje kwantowe na 50 kilometrów. Teraz pójdą o krok dalej
Klucz do sukcesu tkwi w fakcie, że powietrze zawiera ogromną ilość energii elektrycznej. Mikroskopijne kropelki wody w nim występujące zawierają ładunki, które w odpowiednich warunkach mogą doprowadzić do wyładowań. Niestety, do tej pory brakowało sposobów na skuteczne przechwytywanie energii elektrycznej z tych kropelek. Jun Yao i jego współpracownicy to zmienili, wytwarzając energię elektryczną z powietrza w sposób przewidywalny i ciągły.
Prawdopodobnie najbardziej niesamowity w całej sprawie jest fakt, iż praktycznie każdy rodzaj materiału może posłużyć do gromadzenia energii elektrycznej z powietrza. Potrzeba jest jedynie określona jego cecha. Jest nią obecność otworów o średnicy mniejszej niż 100 nanometrów. Gdyby porównać to do rozmiarów fizycznego obiektu, to taka szerokość odpowiadałaby… 1/1000 szerokości ludzkiego włosa.
Energia znajdująca się w powietrzu może być z niego pochłaniana dzięki materiałom posiadającym niewielkich rozmiarów otwory
Dlaczego akurat taki a nie inny parametr? Sekret tkwi w dystansie pokonywanym przez pojedynczą cząsteczkę wody w powietrzu zanim zderzy się z inną cząsteczką wody. W przypadku wody taka średnia odległość wynosi właśnie około 100 nanometrów. Materiał z otworami mniejszymi niż 100 nanometrów może przepuszczać cząsteczki wody z górnej do dolnej części.
Jednocześnie owe cząsteczki mogłyby dotykać krawędzi otworów, dlatego górna część warstwy miałaby styczność z większymi ilościami cząsteczek transportujących ładunek aniżeli dolna warstwa. Wygenerowana w ten sposób nierównowaga ładunku doprowadziłaby do powstania swego rodzaju baterii działającej w obecności wilgoci występującej w powietrzu.
Czytaj też: Tandemowe ogniwo łączy krzem i perowskity. Kontroluje światło tak, by wykorzystywać je wyjątkowo efektywnie
Dzięki możliwości wykorzystania wielu materiałów do głowy przychodzi projektowanie różnych wariantów w odniesieniu do odmiennych warunków. Innymi słowy, przy wysokiej wilgotności, na przykład w lesie deszczowym, mógłby być wykorzystywany zupełnie inny wariant aniżeli na znacznie suchszej pustyni. Dzięki temu, jak powszechna jest wilgoć w powietrzu, mówimy o całodobowym rozwiązaniu, działającym za dnia, w nocy, w słoneczny dzień, deszczowy, wietrzny i bezwietrzny. Dzięki miniaturowym rozmiarom w grę wchodzi też montowanie setek, a nawet tysięcy takich urządzeń. Każde z nich mogłoby dostarczać około kilowatogodziny energii.