В США создали бумажные обои, вырабатывающие электроэнергию из влажности воздуха

Исследователи из Бингемтонского университета в США создали инновационное бумажное покрытие, способное непрерывно вырабатывать электроэнергию из влажности воздуха в помещении. Как сообщает иксбт.ком, эта технология одновременно выполняет функцию пассивного осушителя и в будущем может позволить питать датчики умного дома и другую маломощную электронику без использования батареек. Об этом сообщает Иксбт.ком.

Принцип работы и особенности технологии

Основу новой разработки составляют миниатюрные влажностно-электрические генераторы. Они поглощают молекулы воды из воздуха, вызывая процесс диссоциации ионов внутри материала. Возникающий градиент концентрации создает электрическое напряжение между противоположными сторонами листа. В отличие от солнечных панелей, этой системе свет не требуется вовсе.

Специалисты отмечают, что закрытые помещения являются наиболее благоприятной средой для такой технологии, так как уровень влажности в домах и зданиях обычно поддерживается в диапазоне 30–60 процентов. Кроме того, водяной пар в воздухе постоянно пополняется в результате дыхания людей, приготовления пищи, принятия душа и других повседневных процессов.

Производство и практические испытания

Для создания генераторов использовалась технология бумажной электроники, позволяющая формировать необходимые структуры непосредственно на листе бумаги. На края бумаги нанесен глицерин, активно поглощающий влагу, а в центральной части расположена полимерная структура с восковым узором. Она регулирует испарение и обеспечивает направленное движение влаги, необходимое для непрерывной выработки электроэнергии.

Исследователи собрали полноценный экспериментальный лист, состоящий из 1596 взаимосвязанных генераторов. При относительной влажности 80 процентов каждый элемент выдавал напряжение около 0,34 В, а удельная мощность достигала 2,2 мкВт/см². Вся система смогла обеспечить бесперебойное питание беспроводной клавиатуры без каких-либо батареек.

В то же время новые обои продемонстрировали способность снижать влажность воздуха. В экспериментальной комнате уровень влажности упал с 38 до 32 процентов. Авторы полагают, что в будущем эта технология сможет частично снизить нагрузку на кондиционеры и системы осушения, а также позволит получать небольшое количество электроэнергии из влаги.

Все электрические соединения расположены на обратной стороне листа, что позволяет использовать покрытие как обычный настенный декор без видимых проводов. На данном этапе мощности технологии недостаточно для питания бытовой техники, такой как холодильник или телевизор. Основная сфера применения — беспроводные датчики температуры и влажности с минимальным энергопотреблением, климатические мониторы и другие маломощные элементы систем умного дома.