Попутно такое покрытие немного снижает влажность воздуха в комнате.
Инженеры Бингемтонского университета (США) разработали обои, которые генерируют электричество из влаги в воздухе помещения. Энергии на данный момент достаточно лишь для небольшой электроники, однако для датчиков умного дома и беспроводных модулей связи этого вполне достаточно. Результаты были опубликованы в журнале Advanced Energy Materials.
В основе этой разработки лежат миниатюрные влагоэлектрические генераторы. Они поглощают молекулы воды из воздуха, и внутри материала начинается движение ионов. Это создает разницу концентраций ионов между сторонами устройства, что приводит к возникновению напряжения.
Ранее такие генераторы в основном использовались на улице, где влажности достаточно. Однако погодные условия там часто меняются, что делает выработку энергии нестабильной. «Замечательно, что в помещении уровень влажности поддерживается в пределах от 30 до 60%. Кроме того, люди сами добавляют влагу, когда дышат, готовят или принимают душ», — пояснил руководитель исследования профессор Сокхын Чхве.
Основная трудность заключалась в том, чтобы влага проходила через материал в одном направлении. По краям каждой ячейки инженеры нанесли глицерин, который собирает воду из воздуха. В центре разместили приподнятую структуру из поливинилпирролидона, а восковый шаблон помогает контролировать, как влага испаряется. Все провода скрыты на обратной стороне обоев, таким образом, покрытие выглядит как обычная стеновая отделка.
Согласно данным Nanowerk, одна ячейка при влажности 80% выдает около 0,34 В и примерно 2,2 мкВт на каждый квадратный сантиметр, причем стабильно в течение полутора часов. Панель из 1596 ячеек, соединенных последовательно и параллельно, обеспечила около 3,5 В при влажности около 38%. Вместе с конденсатором, который накапливал заряд, этого оказалось достаточно, чтобы в реальном времени питать беспроводную клавиатуру. При этом панель снизила влажность в помещении с 38 до 32%.
По словам Чхве, таким обоям не требуется конкурировать с мощными источниками энергии. Они могут служить отдельным источником питания для датчиков, беспроводных модулей связи и других устройств интернета вещей. Обычно для такой электроники необходима мощность от микроватт до милливатт, поэтому даже небольшая выработка энергии будет достаточной.
В университете отмечают, что покрытие может немного снизить нагрузку на системы вентиляции и кондиционирования, которые тратят энергию на борьбу с сыростью. Исследователи планируют усовершенствовать технологию, чтобы она генерировала больше электричества.
Фото: hi-tech.mail.ru