Два альтернативных источника энергии: воздух и влага

Углеводородное топливо – лишь временное решение, удовлетворяющее сиюминутные потребности человечества. Помимо экологических последствий использования этих энергоресурсов, есть еще один серьезный минус: их количество ограничено. А поэтому альтернативные источники энергии – это не только прогрессивный тренд заботы о природе, но и, по сути, вопрос выживания нашего вида. Задача состоит лишь в том, как сделать «зеленую» энергию достаточно экономичной и обильной, чтобы она смогла быстро заменить «грязную» углеводородную энергетику. 

Две группы ученых из Массачусетса представили свои варианты решения этой проблемы – в их основе лежит идея «альтернативных генераторов», которые добывают энергию фактически из воздуха, а вернее – из влаги и углекислого газа, которые содержатся в нем. 

О том, как работают эти изобретения и каковы их промышленные перспективы, – далее в нашем материале.  

Топливо из СО₂

Сама идея захвата углекислого газа и его дальнейшего превращения в топливо далеко не нова, но группа исследователей из MIT и Гарварда значительно оптимизировала существующие методики. Массачусетские ученые разработали технологию, с помощью которой углекислый газ трансформируется в формиат – жидкое или твердое вещество, которое можно использовать в качестве «зеленого» топлива по аналогии с водородом. Такой способ позволяет удержать до 90% вещества. 

Как это работает и где можно это применить

В отличие от ранее известных процессов превращения углекислого газа в топливо, где смена агрегатного состояния вещества достигалась за счет нагревания, массачусетские ученые используют более технологичное решение: 

1. Захват углекислого газа происходит посредством использования щелочного раствора, который фактически вбирает в себя молекулы СО₂. 

2. Затем получившуюся жидкость подвергают электрохимической обработке и просушке, получая в результате кристаллы формиата, состоящие на 96% из углерода. 

В таком состоянии это топливо может храниться годами, если не десятилетиями, абсолютно без потерь в качестве и эффективности. По сути, такая технологичная методика захвата углекислого газа делает возможной установку подобных систем на трубы атомных станций и различных производств, которые выбрасывают значительное количество этого вещества. 

Фактически эта система может добывать топливо и прямо из воздуха, но с меньшей эфективностью.

Ученые в лабораторных условиях построили топливную ячейку, способную работать на данном формиате, которая показала себя достаточно эффективно; они предполагают, что таким способом можно удовлетворить все бытовые энергопотребности.

Энергия из влаги 

Как мы знаем, воздух насыщен не только углекислым газом, но и влагой, а конкретнее – молекулами воды, и ученые Массачусетского университета придумали, как использовать их для добычи энергии. Вернее, они подсмотрели этот способ у природы: грозовые облака, которые фактически состоят из заряженных капель воды, – это природная «электростанция», вырабатывающая электричество, которое мы наблюдаем в виде молний. 

Группа исследователей создала нечто вроде миниатюрного облака, которое благодаря циркуляции заряженных молекул воды может производить энергию. 

Как это работает и где можно это применить

Вся суть работы такой «электростанции» заключается в следующем: 

1. Установку покрывают нано-порами, диаметром 100 нанометров – менее чем одна тысячная толщины человеческого волоса. Эта цифра обусловлена физическими свойствами воды – избегая лишней научной терминологии, она означает расстояние, которое может пройти молекула воды в воздухе, прежде чем она столкнется с другой такой же молекулой. 

2. Каждая такая пора пропускает через себя одну заряженную молекулу воды. Вследствие этого процесса напряжение в верхней части такой «электростанции» становится выше, чем в нижней, – прямо как в грозовых облаках. 

Как утверждает исследовательская группа, главную роль здесь играет конструкция, и для нее подойдет любой материал, который можно подбирать в зависимости от климатических условий в конкретном регионе

Установка может выдавать киловаттную мощность, и с учетом того, что влага имеется в наличии практически везде, это делает ее почти «вечной батареей». При дальнейшей оптимизации конструкции ее можно будет рассматривать как один из эффективных источников «зеленой» энергии – в одном ряду с ветряками, солнечными батареями и т.д. 

Понравилось? Подписывайтесь на наш дайджест в Facebook, Instagram, Telegram – в нем мы рассказываем об истории и сегодняшнем дне Америки, и в первую очередь о том, что происходит в Бостоне и Массачусетсе. Звоните также для получения консультации или организационной помощи, если собираетесь в США, по делам и не только.