Zespół badaczy z Chińskiej Akademii Nauk (CAS) stworzył hermetyczną hydrokomórkę (HHC), urządzenie zdolne do ciągłego wytwarzania prądu z wody dzięki wykorzystaniu ciepła otoczenia i zjawiska parowania. Ich wynalazek, opisany w czasopiśmie Nature Communications, może działać przez 160 godzin przy znikomym zużyciu wody, co czyni go idealnym rozwiązaniem dla terenów pustynnych, podziemnych inżynierii czy wilgotnych lasów tropikalnych.
Czytaj też: Koniec problemów z wydobyciem litu. Naukowcy opracowali bezpieczną metodę ekstrakcji
HHC działa w oparciu o procesy zachodzące wewnątrz hermetycznego pojemnika. Kluczowym elementem jest warstwa materiału składającego się z papieru i węgla aktywnego, który umożliwia ciągłą cyrkulację wody dzięki kapilarnym przepływom i niewielkim wahaniom temperatury. W efekcie urządzenie przekształca ciepło otoczenia w energię elektryczną, działając nieprzerwanie przez 160 godzin bez potrzeby uzupełniania wody.
Jak działa hermetyczna hydrokomórka?
Podstawą działania HHC jest nowatorskie podejście do wykorzystania energii cieplnej. Wewnątrz komórki dochodzi do parowania wody wywołanego niewielkimi zmianami temperatury otoczenia. Węgiel aktywny dodatkowo zwiększa efektywność procesu, absorbując energię cieplną i wzmacniając gradient wilgotności w urządzeniu. Testy wykazały, że intensywne światło słoneczne zwiększa wydajność HHC, co jest efektem zjawiska fototermicznego – węgiel pochłania ciepło słoneczne, co przyspiesza przepływ wilgoci i poprawia generowanie energii.
Czytaj też: Produkcja wodoru nigdy nie była tak prosta. Sztuczna fotosynteza lepsza niż w naturze
Hydrokomórka eliminuje wiele ograniczeń, z jakimi borykały się wcześniejsze generacje hydrowoltaicznych ogniw. W przeciwieństwie do tradycyjnych rozwiązań, nie wymaga ciągłego dostępu do świeżej wody ani niskiej wilgotności powietrza. Hermetyczna konstrukcja umożliwia jej działanie w niemal całkowicie zamkniętym systemie, chroniąc przed wpływem środowiska zewnętrznego. Co więcej, HHC wykorzystuje nieograniczone źródło energii – ciepło otoczenia – co dodatkowo zwiększa jej potencjał użytkowy i obniża koszty eksploatacji.
HHC może znaleźć zastosowanie w szerokim spektrum środowisk. Jej odporność na warunki atmosferyczne czyni ją idealnym rozwiązaniem dla obszarów dotkniętych suszami, regionów pustynnych czy infrastruktury podziemnej, gdzie dostęp do konwencjonalnych źródeł energii jest ograniczony. Technologia ta jest również tania w produkcji, co zwiększa jej potencjał wdrożenia na skalę globalną.
Dzięki niskim kosztom i prostej konstrukcji HHC może zaspokoić potrzeby energetyczne w miejscach odległych od sieci energetycznych. Urządzenie może działać praktycznie nieprzerwanie, ponieważ jego źródłem energii jest nieograniczone ciepło otoczenia.
Hydrokomórka HHC jest odpowiedzią na wyzwania współczesnej energetyki. Eliminuje ograniczenia wynikające z konieczności dostępu do światła czy dużych ilości wody, otwierając drogę do bardziej zrównoważonego i dostępnego pozyskiwania energii. Wynalazek chińskich naukowców może wkrótce znaleźć zastosowanie w różnych sektorach – od wsparcia infrastruktury w trudno dostępnych regionach po projekty związane z eksploracją kosmosu.
Badacze z Chińskiej Akademii Nauk wierzą, że ich przełom zainspiruje kolejne innowacje w tej dziedzinie, prowadząc do jeszcze bardziej wydajnych rozwiązań w przyszłości. HHC symbolizuje nową erę w energetyce, oferując technologię, która może przyczynić się do rozwiązania globalnych problemów związanych z brakiem zasobów i rosnącymi potrzebami energetycznymi.