Nie lubisz, gdy rozładowuje się bateria telefonu? W przyszłości – dzięki technologii, która pobiera prąd z wilgoci w powietrzu – będziesz mógł ją naładować po prostu oddychając.

Choć kropelki wody mogą wydawać się mało prawdopodobnym źródłem energii, mają w sobie formę elektryczności statycznej zwanej higroelektrycznością, która jest uważana za źródło ładunku elektrycznego wywołującego chociażby błyskawicę. Ładunek ten można przenosić z kropelek na inne drobne cząstki, takie jak kurz.

infoplanet technologia bateria ladowana oddechem grafen

Badacze już wcześniej wykazali, że energię tę można zebrać dzięki materiałom wykonanym z grafenu, ponieważ luki w ich strukturach pochłaniają cząsteczki wody i stają się zjonizowane wytwarzając prąd elektryczny. Jednak pierwotnie powstałe struktury były nieporęczne i sztywne, co uniemożliwiało ich zastosowanie w małej elektronice, takiej jak chociażby smartfon. Aby to zmienić, zespół z Uniwersytetu Tsinghua i Pekińskiego Instytutu Technologii w Chinach wydzielił z cienkich warstw tlenku grafenu generatory, które można zwinąć, rozciągnąć i złożyć w szereg struktur, w tym rurki, piramidy i kulki.

Grafen tworzy się z pojedynczej warstwy atomów węgla, ale tlenek grafenu jest wytwarzany z arkusza atomów węgla przeplecionych cząsteczkami zawierającymi tlen, dlatego jest łatwiejszy i tańszy w produkcji. Może być układany jako folia na inne materiały oraz stosowany w elastycznych elektronikach i ogniwach słonecznych. W przyszłości może być zatem użyty w urządzeniach przenośnych – mówi Huhu Cheng z Uniwersytetu Tsinghua.

infoplanet technologia bateria ladowana oddechem higroelektrycznosc

Aby stworzyć elastyczne generatory higroelektryczne, naukowcy wytrawili laserem wzory tlenku grafenu ułożonego na powierzchni elastycznych folii. Byli w stanie częściowo przywrócić strukturę i właściwości czystego grafenu poprzez usunięcie większości tlenu. Folie mogą być następnie zwijane i składane w różne kształty bez utraty zdolności do zbierania energii elektrycznej. Jak udało się dowieść w testach, natryskiwanie mgły kropelek wody na powierzchnię generatora lub nawet oddychanie przez jeden zwinięty w rurkę wytwarzało napięcie do 1,5 V, co jest porównywalne z bateriami AA lub AAA stosowanymi w gospodarstwach domowych.

Analizujący technologię grafenu w Herzliya w Izraelu Ron Mertons uważa, że technologia może być przydatna do zasilania czujników o niskiej energii lub małych komputerów, których nie można pozostawić bez zasilania w energię. Prawdopodobnie może jednak zająć lata zanim takie urządzenia trafią na rynek.

Źródło: Advanced Materials, DOI: 10.1002 / adma.201805705

kup artykuly platne