Quase qualquer objeto pode coletar energia do ar rarefeito, descobriram os cientistas

Quase qualquer material pode ser usado para converter a energia da umidade do ar em eletricidade, descobriram os cientistas, em um avanço que pode levar à produção contínua de energia limpa com pouca poluição.

publicado na tese Materiais avançadosestá construindo trabalho de 2020 Foi o primeiro a mostrar que era possível extrair energia da umidade do ar usando materiais colhidos de bactérias. O novo estudo mostra que qualquer material, como madeira ou silício, pode ser decomposto em minúsculas partículas e regenerado com poros microscópicos. Mas há muitas dúvidas sobre como medir o produto.

“O que descobrimos é, você pode imaginar, é como uma nuvem feita pelo homem em pequena escala”, disse Jun Yao, professor de engenharia da Universidade de Massachusetts em Amherst e autor sênior do estudo. “É realmente uma enorme fonte de eletricidade limpa contínua e facilmente acessível. Imagine ter eletricidade limpa onde quer que você vá.

Seja caminhando em uma montanha, deserto, vila rural ou em uma estrada, isso inclui florestas.

O gerador movido a vento, chamado “Air-gen”, aproveita a energia da umidade sempre presente sem depender do sol ou do vento, fornecendo eletricidade limpa contínua. Ao contrário dos painéis solares ou turbinas eólicas, que exigem ambientes específicos para prosperar, os Air-Gens podem ir a qualquer lugar, disse Yao.

Baixa umidade, no entanto, significa menos energia pode ser colhida, disse ele. O inverno, com ar mais seco, produz menos energia que o verão.

O dispositivo, do tamanho de uma unha e mais fino que um único fio de cabelo, é pontilhado com pequenos orifícios chamados nanoporos. Os poros têm menos de 100 nanômetros de diâmetro, ou menos de um milésimo da largura de um fio de cabelo humano.

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Os pequenos orifícios permitem que a água do ar passe, criando um desequilíbrio de carga na parte superior e inferior do dispositivo, criando efetivamente uma bateria que continua a funcionar.

“Abrimos a porta para colher eletricidade limpa do ar”, disse Xiaomeng Liu, outro autor e aluno de pós-graduação em engenharia da UMass, em um comunicado.

Um protótipo produz apenas uma pequena quantidade de energia – mais ou menos o suficiente para alimentar um único ponto de luz em uma tela grande – e, devido ao seu tamanho, os Air-Gens podem ser empilhados uns sobre os outros, com espaços de ar entre eles, Yao disse. . Armazenar eletricidade é uma questão separada.

Yao estimou que cerca de 1 bilhão de Air-Gens, empilhados aproximadamente do tamanho de uma geladeira, produziriam um quilowatt e alimentariam uma casa em condições ideais. Ao tornar a ferramenta mais eficiente, a equipe espera reduzir tanto o número de dispositivos necessários quanto o espaço que eles ocupam. Fazer isso pode ser desafiador.

Os cientistas primeiro precisam descobrir qual material é mais eficaz para usar em diferentes climas. Em última análise, disse Yao, ele espera desenvolver uma estratégia para tornar o dispositivo maior sem bloquear a umidade que pode capturar. Ele também quer Descubra como empilhar dispositivos uns sobre os outros de forma eficiente e como projetar um gerador de ar para que o dispositivo do mesmo tamanho capture mais energia.

Não está claro quanto tempo isso levará.

“Depois de desenvolvermos isso, você pode colocá-lo em qualquer lugar”, disse Yao.

Ele pode ser embutido na pintura da parede de uma casa, ampliado em um espaço não utilizado em uma cidade ou espalhado pelos espaços rígidos de um escritório. Como pode usar quase qualquer material, pode extrair menos do meio ambiente do que outras formas de energia renovável.

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“Toda a Terra está coberta por uma espessa camada de umidade”, disse Yao. “Esta é uma enorme fonte de energia limpa. Este é apenas o começo de seu aproveitamento.

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