W tej chwili odnawialne źródła energii, z których korzysta się w przeróżnych miejscach na świecie, to przede wszystkim wiatr, słońce, woda w formie rzek, pływów i fal morskich, geotermia, energia jądrowa w zamkniętym cyklu paliwowym, biomasa, biogaz oraz biopłyny. Istnieje szansa, że w przyszłości dołączy do nich nowe potencjalne źródło odnawialnej energii – para wodna występująca w atmosferze.
Na wzór błyskawic
Inspirując się wyładowaniami atmosferycznymi, które mają miejsce podczas burz, uczeni z Uniwersytetu w Tel Awiwie postanowili sprawdzić, czy możliwe jest generowanie energii elektrycznej z użyciem wyłącznie wody i metalu. Wyniki ich badań, przedstawione w czasopiśmie Nature, są obiecujące.
„Staraliśmy się wykorzystać naturalne zjawisko, jakim jest elektryczność powstająca dzięki wodzie.”, wyjaśnił profesor Colin Price, który przewodził badaniom. „Energia elektryczna jest generowana podczas burz tylko przez wodę, w jej różnych stanach skupienia – parę wodną, krople wody i lód. Za sprawą dwudziestu minut rozwoju chmur małe kropelki wody z czasem prowadzą do ogromnych wyładować elektrycznych – błyskawic – o długości około 800 metrów.”
Jak zobrazowały poprzednie badania, niektóre typy metali są w stanie wygenerować ładunek elektryczny w odpowiedzi na wilgoć w powietrzu. Jeszcze inne ujawniły zaś, że kropelki wody są w stanie nadać ładunek elektryczny powierzchni metalu za sprawą sił tarcia. Naukowcy z Tel Awiwu zaprojektowali swoje eksperymenty tak, aby te pokazały, prąd o jakim napięciu może zostać wygenerowany między dwoma metalami, z których jeden byłby uziemiony, w środowisku o wysokiej wilgotności powietrza.
Inspiracją uczonych z Tel Awiwu były wyładowania atmosferyczne. Źródło: Pixabay/sethink
Powietrze źródłem prądu
Podczas tych eksperymentów, gdy powietrze było suche, system nie generował energii elektrycznej. Przeciwnie było gdy wilgotność powietrza wzrastała powyżej 60%. Wówczas odnotowywano obecność elektryczności. Co ważne, te rezultaty udało się powtórzyć poza laboratorium, w naturalnych warunkach atmosferycznych.
„Próbowaliśmy odtworzyć elektryczność w laboratorium i w ten sposób dowiedzieliśmy się, że powierzchnie innych izolowanych metali będą wytwarzać różne ładunki w towarzystwie atmosferycznej pary wodnej, ale tylko gdy względna wilgotność powierza wynosi więcej niż 60%.”, powiedział Price. „Taka wilgotność latem jest spotykana w Izraelu niemal codziennie i każdego dnia roku w krajach tropikalnych.”
Obiecująca przyszłość
Izraelscy badacze twierdzą, że wilgotne powietrze można wykorzystać do wytworzenia energii elektrycznej o napięciu około jednego wolta. Ich zdaniem zastosowanie opisywanych zjawisk w praktyce nie jest zatem tak odległą wizją, jak mogłoby się wydawać.
„Skoro bateria AA ma napięcie 1,5V, być może kiedyś znajdzie się dla [omawianej koncepcji] zastosowanie – w postaci baterii, które można by ładować przy pomocy pary wodnej w powietrzu.”, dodał Price.
Jeżeli w przyszłości rzeczywiście możliwe stanie się wytwarzanie energii tylko z użyciem pary wodnej, jest to obiecująca wiadomość dla państw rozwijających się. Wiele żyjących na ich terenach społeczności wciąż nie ma dostępu do energii elektrycznej, tymczasem tamtejsza wilgotność powietrza stale wynosi około 60 procent.
Źródło: Uniwersytet w Tel Awiwie, foto. tyt. Pixabay/ Juraj Varga