Erneuerbare Energiequellen sind nicht nur eine Chance, sie sind jetzt Teil von a Notwendigkeit für neue Methoden, an deren Erfüllung Wissenschaftler weltweit hart arbeiten.
Eine potenziell neue Methode, die aus einer reichlich vorhandenen Quelle stammen kann, wird in einer Studie der Universität Tel Aviv beschrieben, in der dies festgestellt wurde. Wasserdampf in der Atmosphäre könnte in naher Zukunft eine potenzielle erneuerbare Energiequelle sein.
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Nutzung natürlich vorkommender Phänomene
Veröffentlicht am 6. Mai 2020 in Wissenschaftliche Berichte , Die Forschung basiert auf der Entdeckung, dass Elektrizität in der Wechselwirkung zwischen Wassermolekülen und Metalloberflächen entsteht.
Unter der Leitung von Prof. Colin Price in Zusammenarbeit mit Prof. Hadas Saaroni und der Doktorandin Judi Lax von der Porter School of Environment and Earth Sciences der TAU machte sich ein Team daran, eine winzige Niederspannungsbatterie herzustellen, die nur Feuchtigkeit verwendetdie Luft.
"Wir wollten ein natürlich vorkommendes Phänomen nutzen: Strom aus Wasser", erklärte Prof. Price in a Pressemitteilung .
"Strom in Gewittern wird nur durch Wasser in seinen verschiedenen Phasen erzeugt - Wasserdampf, Wassertropfen und Eis", fuhr er fort. "Zwanzig Minuten Wolkenentwicklung bringen uns von Wassertropfen zu riesigen elektrischen Entladungen - Blitzen - einigeneine halbe Meile lang. "
Das Ziel der Forscher war nicht, eine große elektrische Entladung zu erzeugen, sondern zu sehen, ob sie klein sind Batterie könnte aufgeladen werden von Wasserdampf in der Luft - sie haben es geschafft.
Aufbauend auf alten Beobachtungen
Die Forschung baut auf den Ergebnissen früherer Beobachtungen und Entdeckungen auf: Im neunzehnten Jahrhundert beobachtete der englische Physiker Michael Faraday, dass Wassertropfen aufgrund der Reibung zwischen beiden Metalloberflächen aufladen könnten. Eine neuere Studie zeigte unterdessen, dass bestimmte Metalle spontan auftreteneine elektrische Ladung aufbauen, wenn sie Feuchtigkeit ausgesetzt sind.
Um ihre Batterie zu testen, führten die Forscher ein Experiment durch, um die Spannung zwischen zwei verschiedenen Metallen zu bestimmen, die einer hohen Luftfeuchtigkeit ausgesetzt waren - eines dieser Metalle wurde geerdet.
"Wir haben festgestellt, dass bei trockener Luft keine Spannung zwischen ihnen besteht", erklärt Prof. Price.
"Sobald die relative Luftfeuchtigkeit über 60% anstieg, begann sich zwischen den beiden isolierten Metalloberflächen eine Spannung zu entwickeln. Als wir die Luftfeuchtigkeit auf unter 60% senkten, verschwand die Spannung. Als wir das Experiment unter natürlichen Bedingungen im Freien durchführtenhaben wir die gleichen Ergebnisse gesehen. "
"Wasser ist ein ganz besonderes Molekül. Bei molekularen Kollisionen kann es eine elektrische Ladung von einem Molekül auf das andere übertragen. Durch Reibung kann es eine Art statische Elektrizität aufbauen", fuhr Prof. Price fortreproduzierten Elektrizität im Labor und stellten fest, dass verschiedene isolierte Metalloberflächen unterschiedliche Ladungsmengen aus Wasserdampf in der Atmosphäre aufbauen, jedoch nur, wenn die relative Luftfeuchtigkeit über 60% liegt. "
Erneuerbare Energie für Entwicklungsländer
Wichtig ist, dass die in der Studie beschriebenen Bedingungen in vielen Ländern fast täglich beobachtet werden: "Dies geschieht fast jeden Tag im Sommer in Israel und jeden Tag in den meisten tropischen Ländern", erklärte Prof. Price.
Die Studie stellt etablierte Vorstellungen über das Potenzial der Verwendung von Feuchtigkeit als Energiequelle in Frage. Das Forscherteam zeigte, dass feuchte Luft verwendet werden kann, um Oberflächen auf Spannungen von ungefähr einem Volt aufzuladen. Darüber hinaus könnte die Methode als wertvoll eingesetzt werdenbedeutet, Strom in abgelegene und arme Gebiete zu bringen, die vom Stromnetz getrennt sind.
"Wenn eine AA-Batterie 1,5 V hat, kann es in Zukunft eine praktische Anwendung geben: Batterien zu entwickeln, die aus Wasserdampf in der Luft geladen werden können", fügt Prof. Price hinzu.
"Die Ergebnisse können besonders wichtig sein als a erneuerbare Energiequelle In Entwicklungsländern, in denen viele Gemeinden noch keinen Zugang zu Elektrizität haben, die Luftfeuchtigkeit jedoch konstant etwa 60% beträgt ", schließt Prof. Price.