Samoładujący się akumulator potrafi wytwarzać energię elektryczną przetwarzając wilgoć zawartą w powietrzu.
Według niektórych badaczy połowa energii słonecznej, która kąpie Ziemię w cieple, jest przetwarzana w jeden proces: odparowanie wody, która pokrywa około 71 procent naszego delikatnego, niebieskiego globu. Australijska firma Strategic Elements chce odzyskać tę energię i współpracuje z Uniwersytetem Nowej Południowej Walii i CSIRO nad opracowaniem technologii elastycznej, samoładującej baterii, która pozyskuje energię elektryczną z wilgoci zawartej w powietrzu, aby bezpośrednio zasilać urządzenia bez konieczności dodatkowego podłączania do sieci zewnętrznej.
Może Cię zainteresować także: Superabsorpcja kluczem do akumulatorów kwantowych nowej generacji
Akcje firmy skoczyły dziś na australijskiej giełdzie o ponad 40 proc. po tym, jak ogłosiła „krok zmian” w tej technologii samoładowania, zwiększając jej zdolność do ładowania elektrycznego z zakresu miliamperogodzin do amperogodzin. Firma Strategic Elements nazywa tę technologię „Atramentem energetycznym” (oryg. Energy Ink) i twierdzi, że jest niepalna, stworzona z bezpiecznych, ekologicznych i zrównoważonych materiałów i może być drukowana na elastycznym plastiku.
Jeden bezpośredni rynek, na który jest skierowany: urządzenia do noszenia zasilane z baterii. Ludzkie ciało wytwarza dużo wilgoci w ciągu dnia, co można zauważyć – szczególnie podczas ćwiczeń. Firma twierdzi, że ta technologia zasilana wilgocią zapewnia już więcej niż wystarczającą moc, aby uruchomić „większość istniejących urządzeń na dużym rynku elektronicznych plastrów skórnych o wartości 10 miliardów USD” i że spodziewa się, że demonstrator technologii zostanie uruchomiony w trzecim kwartale tego roku, aby udowodnić że może wykonać swoją pracę, zasilając urządzenia, których nigdy nie trzeba będzie podłączać do ładowarki innej niż własna spocona skóra.
Jak to działa? Cóż, Strategic Elements nie rozwodzi się zbytnio na swojej stronie internetowej, poza stwierdzeniem, że wykorzystuje tlenek grafenu i jest w trakcie opracowywania technologii we współpracy z UNSW i CSIRO. Serwisowi New Atlas, udało się wykopać ostatnie badanie dotyczące elastycznych, drukowalnych generatorów wilgoci na bazie tlenku grafenu (MEG – Moisture-Electrical Generators), których autorem jest zespół głównie ze szkoły Materiałoznawstwa i Inżynierii UNSW oraz starszego naukowca z CSIRO, opublikowane w zeszłym miesiącu w czasopiśmie Nano Energy. Jednym z autorów jest dr Dewei Chu, którego firma wymienia jako lidera zespołu, z którym współpracuje. Tak więc, chociaż niekoniecznie jest to dokładnie ta technologia, której komercjalizacja zajmuje się strategicznymi elementami, wydaje się bardzo prawdopodobne, że jest to powiązane.
Udowodniono już, że prototypowe jednostki MEG w tym badaniu są zdolne do niezawodnego zasilania kalkulatorów i małych czujników. Jak wynika z badania, para elektrod – w tym przypadku pasta srebrna i szkło FTO – są połączone z hydrofilową „warstwą funkcjonalną” tlenku grafenu. Protony w grupach funkcyjnych w tej warstwie są unieruchomione, gdy jest sucha. Gdy między dwiema stronami urządzenia występuje znaczny gradient wilgotności, jedna strona zaczyna pochłaniać cząsteczki wody z powietrza, jonizując je w procesie, co zaczyna powodować dysocjację w grupach funkcyjnych, takich jak COOH (kwas karboksylowy), uwalniając się dodatnio – naładowane jony wodorowe lub hydrony.
Po stronie wilgotnej warstwy funkcjonalnej występuje większe stężenie hydronów niż po stronie suchej, więc hydrony migrują w kierunku strony suchej, tworząc separację ładunku i wytwarzając napięcie na elektrodach. Jeśli wilgoć po stronie wilgotnej zostanie usunięta, hydrony migrują z powrotem w tym kierunku i łączą się z grupami funkcyjnymi. Cały proces jest inicjowany obecnością gradientu wilgoci i odwracany przez jego brak.
Traktując tlenek grafenu kwasem solnym, zespołowi udało się wytworzyć maksymalnie 0,85 V i 92,8 μA na centymetr kwadratowy powierzchni, co jest wynikiem, który celebruje jako „jedną z najwyższych odnotowanych do tej pory wartości” dla MEG. Połączenie tych jednostek szeregowo lub równolegle zwielokrotniło ich wydajność bez żadnych strat, umożliwiając zespołowi zasilanie małych urządzeń. Aby udowodnić jego elastyczność, naukowcy wykonali baterię na kawałku tkaniny węglowej, a następnie zgięli ją od 0 do 120 stopni w ciągu jednej sekundy i powtórzyli ten proces 2000 razy. Pod koniec procesu MEG nadal generował 93 procent początkowego maksymalnego napięcia.
Chociaż nie wiemy, jak blisko są te badania do powstania produktu Energy Ink, wydaje się, że obietnice firmy są w granicach możliwości i w zależności od tego, jak dobrze ten sprzęt łączy się z ludzką skórą i słonym potem, zakres elektroniki „Powered by Moisture” może zacząć pojawiać się w nadchodzących latach. Firma Strategic Elements twierdzi, że jego akumulator o amperogodzinach i wilgotności ma około 36 cm². Firma podejmie próbę wyprodukowania jednostki testowej o powierzchni 100 cm² (15,5 cala kwadratowego) w ciągu kilku miesięcy i mówi, że UNSW ma drukarkę zdolną wyprodukować matrycę o powierzchni do 3 m² (32,3 stopy kwadratowej).
Laboratoryjne komórki testowe używane są już do zasilania kalkulatora kieszonkowego
Nie tak dawno wielu twierdziło, że nie da się wytworzyć użytecznej energii z wilgoci – powiedział anonimowy przedstawiciel firmy w komunikacie regulacyjnym ASX. Realistyczne ukierunkowanie się na wytwarzanie energii elektrycznej w amperogodzinach wyłącznie z wilgoci w powietrzu, jest dla nas ogromnym osiągnięciem. Nasza technologia nie opiera się na rzadkich materiałach i nie wiąże się z żadnym ryzykiem, a ponadto może zapewnić elastyczność zasilanej elektroniki.
➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!
źródło: Strategic Elements | New Atlas
Od 2005 roku zajmuję się komunikacją internetową i e-marketingiem, jestem pasjonatem urządzeń mobilnych oraz nowych technologii – i nie waham się ich używać.