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Wissenschaftler haben herausgefunden, dass fast jede Substanz Energie aus der Luft sammeln kann

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass fast jedes Material verwendet werden kann, um die in der Luftfeuchtigkeit enthaltene Energie in Elektrizität umzuwandeln, eine Entdeckung, die zu einer durchweg sauberen Energieproduktion mit geringer Umweltverschmutzung führen könnte.

Die Forschung wurde in einem Forschungspapier in veröffentlicht Fortgeschrittene Werkstoffebaut auf Arbeit 2020 Dabei wurde erstmals gezeigt, dass mithilfe eines aus Bakterien gewonnenen Materials Energie aus der Luftfeuchtigkeit gewonnen werden kann. Die neue Studie zeigt, dass nahezu jedes Material wie Holz oder Silikon verwendet werden kann, solange es in winzige Partikel zerlegt und mithilfe mikroskopischer Poren neu geformt werden kann. Es gibt jedoch viele Fragen zur Erweiterung des Produktsortiments.

„Was er erfunden hat, kann man sich wie eine winzige künstliche Wolke vorstellen“, sagte Jun Yao, Professor für Ingenieurwissenschaften an der University of Massachusetts Amherst und Hauptautor der Studie. „Es ist wirklich eine riesige, sehr gut zugängliche Quelle für kontinuierlich sauberen Strom. Stellen Sie sich vor, sauberer Strom wäre überall verfügbar.“

Das kann ein Wald sein, beim Wandern auf einem Berg, in der Wüste, in einem ländlichen Dorf oder auf der Straße.

Ein luftbetriebener Generator, auch „Luftgenerator“ genannt, liefert kontinuierlich sauberen Strom, da er Energie aus der immer vorhandenen Feuchtigkeit nutzt und nicht auf Sonne oder Wind angewiesen ist. Im Gegensatz zu Sonnenkollektoren oder Windkraftanlagen, die zum Gedeihen bestimmte Umgebungen benötigen, können Windgeneratoren überall eingesetzt werden, sagte Yao.

Allerdings bedeutet eine niedrigere Luftfeuchtigkeit, dass weniger Energie geerntet werden kann. Im Winter wird bei trockener Luft weniger Energie produziert als im Sommer.

Das Gerät, etwa so groß wie ein Fingernagel und dünner als ein einzelnes Haar, ist mit winzigen Löchern, sogenannten Nanoporen, übersät. Die Löcher haben einen Durchmesser von weniger als 100 Nanometern oder weniger als ein Tausendstel der Breite einer menschlichen Haarsträhne.

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Die winzigen Löcher lassen Wasser in der Luft so durch, dass die Ladung im oberen und unteren Teil des Geräts aus dem Gleichgewicht gerät, was zu einem Akku führt, der kontinuierlich funktioniert.

„Wir öffnen die Tür weit für sauberen Strom aus der Luft“, sagte Xiaomeng Liu, ein weiterer Autor und Doktorand der Ingenieurwissenschaften an der UMass, in einer Erklärung.

Während ein Prototyp aufgrund seiner Größe nur eine geringe Energiemenge erzeugt – ungefähr genug, um einen Lichtfleck auf einem großen Bildschirm zu erzeugen – können die Air-Gens laut Yao übereinander gestapelt werden, mit Lufthohlräumen dazwischen . . Er fügte hinzu, dass die Speicherung von Strom ein separates Thema sei.

Yao schätzte, dass rund eine Milliarde Windgeneratoren, die etwa so groß wie ein Kühlschrank sind, unter idealen Bedingungen Kilowatt erzeugen und ein Haus teilweise mit Strom versorgen könnten. Das Team hofft, durch eine effizientere Gestaltung des Tools die Anzahl der benötigten Geräte und deren Platzbedarf zu reduzieren. Dies kann eine Herausforderung sein.

Wissenschaftler müssen zunächst herausfinden, welche Materialien für den Einsatz in verschiedenen Klimazonen am effektivsten sind. Letztendlich sagte Yao, er hoffe, eine Strategie entwickeln zu können, um das Gerät größer zu machen, ohne die Feuchtigkeit zu blockieren, die aufgefangen werden kann. wie er will Erfahren Sie, wie Sie Geräte effizient stapeln und Air-Gen so konstruieren, dass ein Gerät gleicher Größe mehr Strom aufnehmen kann.

Es ist nicht klar, wie lange dies dauern wird.

„Sobald wir das verbessern, können Sie es überall platzieren“, sagte Yao.

Es kann in die Wandmalerei zu Hause integriert, in größerem Maßstab an einem ungenutzten Ort in der Stadt oder an schwer zugänglichen Stellen im Büro verteilt werden. Und da nahezu jedes Material verwendet werden kann, verbraucht es möglicherweise weniger Umweltbelastungen andere Formen erneuerbarer Energie.

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„Die ganze Erde ist mit einer dicken Feuchtigkeitsschicht bedeckt“, sagte Yao. Es ist eine großartige Quelle sauberer Energie. Dies ist erst der Anfang, davon zu profitieren.“

Magda Franke

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