Как се добива електричество от изпаряването на вода

Учени от САЩ показаха, че изпаряването на водата може да е изобилен източник на чиста и възобновяема енергия, и вече са успели да използват електричеството за задвижване на малка количка и включване на LED лампа, пише ScienceAlert.

Като вземем предвид, че 70 процента от планетата са покрити с вода, която постоянно се изпарява в атмосферата, новата технология има огромен потенциал да захранва с електричество индустрията, транспорта и домовете ни, без да създава парников ефект.

„Изпарението е една от основните сили на природата“, казва изследователят Озгюр Сахин от университета Колумбия. „То е навсякъде и е по-мощно от другите сили като вятърът и вълните.“  Сахин и екипът му вярват, че ако технологията бъде развита, един ден върху езерата и реките ще бъдат поставяни плаващи генератори за електричество.

Въпреки че учените отдавна са наясно, че изпаряването е постоянна и мощна сила на природата, досега не са могли да измислят начин за генериране на електричество от изпаряването на вода. Но миналата година Сахин направил откритие, което на пръв поглед не изглеждало свързано с тази тематика – спори на често срещани бактерии в почвата се свиват и издуват при промяна на влажността, те могат да дърпат и бутат с изненадваща сила.

Сахин и екипът му решили да залепят спорите на Bacillus Subtilis за тънки лентички, подобни на лентата на аудиокасета. Това карало лентичките да се свиват, когато въздухът бил сух, и да се отпускат, когато било влажно. „Няколко лентички заедно могат да повдигат от 9 до 300 грама – това е 50 пъти повече от тяхното тегло“, пише Киона Смит за списание Discover.

© Xi Chen

Изследователите наричат лентичките хигроскопично задвижвани изкуствени мускули. След първоначалния експеримент мускулите били използвани за направата на затворена конструкция, която да се носи по вода. Влажността, причинена от изпаряването на водата, кара лентите да се разширяват, като така се отварят капаците и устройството започва да съхне. След като лентичките се свият заради сухия въздух, капаците се затварят отново и цикълът се повтаря.

„Когато поставихме вода под устройството, то се съживи и започна да се движи самостоятелно“, казва Зи Чен, сътрудник в лабораторията на Сахин. Може да видите устройството в действие във видеото отдолу.

Учените използвали устройството като бутало и го свързали към малък генератор и сега то е способно да накара LED лампа да свети. „Превърнахме изпаряването на водата в светлина“, казва Сахин. Чен смята, че подобрена версия с по-лепкави лентички и повече спори потенциално може да надмине вятърна електроцентрала по генерирано електричество.

Учените направили също и „Влажна вятърна мелница“ – пластмасово колело, покрито с лентички със спори. Половината колело е изложено на влажна среда, а другата половина – на суха. Промяната във влажността кара лентичките да се свиват и изпъват, а това кара колелото да се върти постоянно.

© Joe Turner Lin

Чрез тази система учените са били способни да задвижат малка количка, тежаща 100 грама. Сахин предполага, че уголемена версия на перката може да създава същото количество електричество като вятърна турбина.

Откритието е публикувано в Nature Communications. Сега екипът се фокусира върху търсенето на други начини, чрез които технологията може да генерира електричество.

„Двигатели, задвижвани от изпаряването на вода, могат да служат за захранването на роботи, сензори и различни машини.“ Учените се надяват, че методът им може да стане достоен претендент в областта на възобновяемата енергия.