Die Suche nach erneuerbaren Energiequellen wie Wind, Sonne, Wasserkraft, Geothermie und Biomasse ist für Wissenschaftler und Politiker angesichts ihres enormen Potenzials zur Bekämpfung des Klimawandels gleichermaßen von entscheidender Bedeutung.
Un neue Studie Die in Scientific Reports veröffentlichte Universität Tel Aviv stellt fest, dass Wasserdampf in der Atmosphäre in Zukunft als potenzielle erneuerbare Energiequelle dienen könnte. Geräte mit Wasserdampfbatterien versorgen? Wir sehen.
Forschung
Es wurde von Prof. durchgeführt Colin-Preis in Zusammenarbeit mit Kollegen der Porter School of the Environment and Earth Sciences der TAU. Es basiert auf der Entdeckung, dass Elektrizität in der Wechselwirkung zwischen Wassermolekülen und Metalloberflächen entsteht. „Wir haben versucht, aus einem Naturphänomen Kapital zu schlagen: Strom aus Wasser“, erklärt prof. Preis. „Elektrizität bei Gewittern wird nur durch Wasser in seinen verschiedenen Phasen erzeugt: Wasserdampf, Wassertropfen und Eis. In nur zwanzig Minuten der Entwicklung können uns die Wolken von Wassertröpfchen zu riesigen elektrischen Entladungen, Hunderten von Metern langen Blitzen machen.
Aufbauend auf dieser Forschung begann das Team mit dem Versuch, eine winzige Niederspannungsbatterie herzustellen, die nur mit Feuchtigkeit in der Luft funktioniert.
Spannung in der Luft
Die Wissenschaftler führten ein Laborexperiment durch, um die Spannung zwischen zwei verschiedenen Metallen zu bestimmen, die einer hohen relativen Luftfeuchtigkeit ausgesetzt sind, während eines mit der Erde verbunden ist. "Wir haben festgestellt, dass es keine Spannung zwischen ihnen gab, wenn die Luft trocken war", erklärt prof. Preis. „Aber als die relative Luftfeuchtigkeit über 60 % stieg, begann sich eine Spannung zwischen den beiden isolierten Metalloberflächen zu entwickeln. Als wir die Luftfeuchtigkeit auf unter 60 % senkten, verschwand die Anspannung. Als wir das Experiment im Freien unter natürlichen Bedingungen durchführten, sahen wir die gleichen Ergebnisse.“
„Wasser ist ein ganz besonderes Molekül: Bei Molekülstößen kann es eine elektrische Ladung von einem zum anderen übertragen. Durch Reibung kann es eine Art statische Elektrizität ansammeln.“, sagt Prof. Preis. „Wir haben versucht, Elektrizität im Labor zu reproduzieren und festgestellt, dass verschiedene isolierte Metalloberflächen unterschiedliche Ladungsmengen aus dem Wasserdampf in der Atmosphäre ansammeln, aber nur wenn die relative Luftfeuchtigkeit höher als 60 % ist. Das passiert im Sommer in Israel fast jeden Tag und in den meisten tropischen Ländern jeden Tag.“
Laut Prof. Price stellt diese Studie etablierte Vorstellungen über Feuchtigkeit und ihr Potenzial als Energiequelle in Frage.
Jeder weiß, dass trockene Luft statische Elektrizität verursacht und einem manchmal einen Ruck gibt, wenn man den Griff einer Metalltür berührt. Wasser wird normalerweise als guter elektrischer Leiter angesehen, nicht als etwas, das Ladung auf einer Oberfläche ansammeln kann. Anders sieht es jedoch aus, wenn die relative Luftfeuchtigkeit einen bestimmten Schwellenwert überschreitet.
Forscher haben jedoch gezeigt, dass feuchte Luft eine Quelle für die Aufladung von Oberflächen bei Spannungen von etwa 1 Volt sein kann.
Auf dem Weg zu einer neuen und erneuerbaren Energie?
Es könnte in Zukunft eine praktische Anwendung geben: entwickeln Batterie Wasserdampf, der durch Wasserdampf in der Luft aufgeladen werden kann. Die Ergebnisse können besonders wichtig sein.
Wasserdampf kann in Entwicklungsländern zu einer neuen erneuerbaren Energiequelle werden, wo viele Gemeinden immer noch keinen Zugang zu Elektrizität haben, aber die Luftfeuchtigkeit konstant bei etwa 60 % liegt.
