A tisztább energiaforrások iránti növekvő kereslet miatt a kutatók olyan innovatív megközelítéseken dolgoznak, amelyek segíthetnek abban, hogy a fosszilis tüzelőanyagokból származó szén-dioxid-kibocsátás nélkül fedezzük energiaigényünket – írja az Interesting Engineering.
A hidrovoltaikus celláknak általában folyamatos vízellátásra és alacsony páratartalmú környezetre van szükségük ahhoz, hogy a legjobb hatásfokkal működjenek. A CAS kutatói azonban ezt úgy hidalták át, hogy hermetikusan lezárták a cellát, és szinte zárt rendszerré alakították, amely a külső körülmények hatására sem tud működni.
Az új funkció segítheti a készülék működését távoli helyeken, zord körülmények között és éjszaka, amikor a napenergiával működő áramfejlesztők nem működnek. (Fotó: Canva)
A hermetikus hidrovoltaikus cella (HHC) egy belső áramtermelő egységből áll, amely ipari koromból és szövetpapírból készül. A cella számára kialakított kis heterogén nedvszívó réteg folyamatos vízkeringést hoz létre a selyempapírból származó kapilláris áramlás és a környezeti hőmérséklet enyhe ingadozásai révén, amelyek párolgást okoznak.
A villamosenergia-termelő egység a környezeti hőt árammá alakítja át. A kutatók szerint egységük 160 órán keresztül stabil áramtermeléssel, elhanyagolható vízfogyasztás mellett működött, így ideálisan alkalmazható vízhiányos területeken, például sivatagokban vagy akár földalatti mérnöki telephelyeken.
A kutatók azt is megállapították, hogy az intenzív fény elősegítheti a HHC teljesítményét. Ez valószínűleg a korom fokozott abszorpciójának köszönhető, amely a fototermikus hatás révén növeli a nedvességgradienst a cellán belül. Ez javítja az áramtermelést a HHC-ben.
A HHC fejlesztésére irányuló kutatási erőfeszítések egy korábban ismeretlen belső keringési hatást is felszínre hoztak. Míg eddig azt feltételezték, hogy a hőmérséklet-ingadozások károsak az energiatermelésre, e cella esetében elősegítették a zárt körforgást, ami folyamatos energiatermeléshez vezetett. A HHC mérsékelt nyitott áramköri feszültséggel rendelkezik, de a kutatók szerint a legmagasabb energiaátalakítási hatékonysággal bír, mivel nem használ fel új vizet. Ez a megközelítés azokat a korlátokat is kezeli, amelyeket a környezeti feltételek szabnak.
A kutatók biztosak abban, hogy megközelítésükkel alacsony költséggel és könnyen hozzáférhető módon lehet áramot termelni. Ráadásul, mivel a környezeti hő kimeríthetetlen energiaforrás, a csapat sikeresen alakította át ezt az alacsony minőségű energiaforrást használható energiává.
A stabil kimeneti teljesítmény és a további vízfogyasztás nélkül a megközelítés könnyen kielégítheti az energiaigényeket különböző típusú helyszíneken. A kutatók remélik, hogy megközelítésük más csoportokat is további innovációra ösztönöz ezen a területen, és a jövőben sokkal hatékonyabb konstrukciókat fejleszthetnek ki.
Kiemelt kép forrása: Canva
Devenyi Dalma
