Представьте, если бы влажность воздуха вокруг вас могла подзаряжать ваш fitness tracker или обеспечивать энергией датчики умного дома. Именно этого добилась международная команда исследователей под руководством ученых из Queen Mary University of London.
Их новое устройство под названием Moisture-Electric Generator (MEG) превращает влагу из окружающей среды в полезное электричество, используя всего три доступных ингредиента, которые легко найти на кухне: желатин, поваренную соль и активированный уголь.
Принцип действия MEG: от влаги к электричеству
MEG собирает молекулы воды из воздуха вокруг или даже напрямую с поверхности кожи. По мере высыхания смеси желатина и соли материал сам по себе разделяется на три выраженных слоя, без сложных этапов производства.
Благодаря такой структуре возникает градиент влажности, который заставляет ионы перемещаться внутри материала и формировать стабильный электрический выход примерно около 1 вольта на один модуль более 30 дней.
Если соединить 100 модулей последовательно, суммарные параметры вырастают до 90 вольт и 5,08 миллиампера — этого хватает, чтобы питать гирлянду из 40 декоративных ламп. При этом связка из 100 элементов весит всего 6,7 грамма и занимает меньше места, чем обычная AA-батарейка, которая для сравнения выдает лишь 1,5 вольта.
Датчики без батареек и экологичное разложение после использования
Помимо выработки энергии, MEG работает как самопитающийся сенсор. Он способен в реальном времени распознавать дыхательные паттерны, фиксируя изменения влажности в выдохе. Также устройство может определять число слогов в произнесенных словах и оценивать уровень увлажненности кожи.
Возможна даже бесконтактная индикация приближения: естественной влаги от пальца, зависшего рядом, достаточно, чтобы вызвать измеримый отклик по напряжению. Важно и то, что устройство биоразлагается в почве примерно за три недели и поддается переработке: его можно растворить в воде и сформировать заново без потери характеристик.
MEG дополняет растущий перечень идей энергии без батареек. Ранее исследователи уже показывали protein nanowire device that harvests electricity from air moisture, bionic mushroom that generates power through bacteria, а также near-invisible solar cells thin enough to coat a car window.
