Samonabíjecí baterie vyrábí elektřinu z vlhkosti ze vzduchu a dokonce i z našeho potu. Jak funguje?

Polovina sluneční energie, která zahřívá Zemi, jde podle některých výzkumníků do jediného procesu: odpařování vody. Australská společnost Strategic Elements chce tuto energii zpět a spolupracuje s universitou ve Walesu (UNSW) a s organizací vědeckého a průmyslového výzkumu (CSIRO) na vývoji flexibilní, samonabíjecí bateriové technologie, která sbírá elektrickou energii z vlhkosti ve vzduchu a přímo napájí zařízení, aniž by bylo nutné je zapojovat, informoval web New Atlas.

Akcie společnosti dnes na australské burze vyskočily o více než 40 procent poté, co oznámila „pokrokovou změnu“ v samonabíjecí technologii, čímž se zvýšila její kapacita elektrického nabíjení z rozsahu miliampérhodin až po ampérhodiny. Strategic Elements tuto technologii nazývá „Energy Ink“ a říká, že je nehořlavá, vyrobená z bezpečných, zelených a udržitelných materiálů a že ji lze tisknout na flexibilní plast.

Jeden bezprostřední trh, na který se zaměřuje, jsou fitness nositelná zařízení napájená bateriemi. Všimli jste si, že lidské tělo produkuje během dne spoustu vlhkosti, zvláště, když cvičíte? Společnost říká, že tato technologie poháněná vlhkostí již poskytuje více než dostatek energie pro provoz „většiny stávajících zařízení na velkém trhu s elektronickými náplastmi na kůži v přepočtu v hodnotě 300 miliard korun“. Dále společnost očekává, že do 3. čtvrtletí tohoto roku bude uveden do provozu technologický demonstrátor, který dokáže napájet zařízení, která nikdy nepotřebují nabíjet jinou nabíječkou než vaší vlastní zpocenou kůži.

Jak to funguje? Strategic Elements to na svých webových stránkách příliš nerozvádí, kromě toho, že používá oxid grafenu. Technologii vyvíjí společně ve spolupráci s UNSW a CSIRO. Nedávno objevená studie ukázala další podrobnosti. Prototypové jednotky MEG v této studii již prokázaly schopnost spolehlivě napájet kalkulačky a malé senzory. Podle studie je dvojice elektrod, v tomto případě stříbrná pasta a FTO sklo, připojena k hydrofilní „funkční vrstvě“ oxidu grafenu. Protony ve funkčních skupinách v této vrstvě jsou imobilizovány, když je suchá. Když je mezi oběma stranami zařízení výrazný gradient vlhkosti, jedna strana začne absorbovat molekuly vody ze vzduchu, během procesu je ionizuje a to začne způsobovat disociaci ve funkčních skupinách, jako je COOH (karboxylová kyselina), čímž se pozitivně uvolní nabité vodíkové ionty nebo hydrony.

Na vlhké straně funkční vrstvy je vyšší koncentrace hydronů než na suché straně, takže hydrony migrují směrem k suché straně, vytvářejí separaci náboje a generují napětí na elektrodách. Pokud je vlhkost na vlhké straně odstraněna, hydrony migrují zpět tímto směrem a rekombinují se s funkčními skupinami. Celý proces je spouštěn přítomností gradientu vlhkosti a obrácený jeho nedostatkem.

Ošetřením oxidu grafenu kyselinou chlorovodíkovou se tomuto týmu podařilo vygenerovat maximum 0,85 V a 92,8 μA na centimetr čtverečního povrchu, což je výsledek, který oslavuje jako „mezi nejvyššími dosud hlášenými hodnotami“ pro MEG. Sestavení těchto jednotek do série nebo paralelně znásobilo jejich výkon bez jakékoli ztráty, což týmu umožnilo napájet malá zařízení. Aby vědci dokázali její flexibilitu, vyrobili baterii na kusu uhlíkové látky, poté ji ohnuli z 0 na 120 stupňů po dobu jedné sekundy a tento proces opakovali 2000krát. Na konci procesu MEG stále generoval 93 procent maximálního napětí, se kterým začínal.

Takže ano, i když nevíme, jak blízko je tento výzkum k produktu Energy Ink, zdá se, že sliby společnosti jsou v mezích možností a v závislosti na tom, jak dobře se toto zařízení propojuje s lidskou kůží a slaným potem, řada nositelná elektronika „Powered by Moisture“ by se mohla začít objevovat v nadcházejících letech. Společnost Strategic Elements uvádí, že její ampérhodinová vlhkostní baterie měří přibližně 36 čtverečních cm. Během několika měsíců se pokusí vyrobit testovací jednotku o ploše 100 cm² a uvádí, že UNSW má tiskárnu schopnou produkovat pole o velikosti až 3 m².

Zdroj: newatlas.com