Ponad 4 lata temu Chińczycy wyszli z założenia, że warto spróbować połączyć żywioły. Zaprojektowali więc panel słoneczny pokryty grafenem zdolnym pobierać energię z deszczu w pochmurne dni. Elektryczność powstawała na skutek reakcji jonów z wody i elektronów z grafenu. Niestety, wynalazek miał wydajność na poziomie 6,5 proc. i jako taki wymagał dopracowania.
Tym razem jest lepiej. Naukowcy z Hongkongu stworzyli generator, który bazując na tranzystorach polowych (FET) błyskawicznie uzyskuje zaskakująco wysokie napięcie. Według obliczeń udało się przekonwertować na elektryczność 2,2 proc. energii kinetycznej każdej kropli deszczu.
– Nasze badanie pokazało, że kropla wody wielkości 100 mikrolitrów upadająca z 15 cm może wygenerować 140 V i zasilić 100 światełek typu LED – mówi inżynier Wang Zuankai z City University of Hong Kong (CityU).
Poprzednie wersje, pozbawione FET były 1000-krotnie mniej wydajne. W tym jako podłoża użyto mariażu aluminiowej elektrody z elektrodą z tlenku cynku indu pokrytą PTFE, Poli(tetrafluoroetylen), znanym nam wszystkim jako teflon.
Cząsteczki teflonu mają swój ładunek elektryczny. Kiedy kropla pada na impregnowaną teflonem powłokę tlenkową, tworzy most między elektrodami i obwód zamknięty. To pozwala uwolnić zgromadzony na powierzchni ładunek. Ponoć działa to nawet podczas wielogodzinnej ulewy.
Potrzeba jeszcze sporo pracy, by z tego wynalazku powstał dostępny komercyjnie produkt. Nagły zastrzyk energii to jedno. Zgromadzenie jej w ilości zapewniającej nieprzerwany dopływ, coś już zupełnie innego.
Wang et. Al /City University of Hong Kong
Niemniej, całkiem atrakcyjna jest wizja przyszłości, w której na dowolnej powierzchni wystawionej na deszcz możemy umieścić generator prądu. Pokryte w ten sposób dachy pozwoliłyby zrównoważyć częściowo zużycie energii przez mieszkańców budynku. Nawet ładowarki akumulatorów w parasolach nie wydają się już tak niedorzeczne.
– Nasz wynalazek został tak zaprojektowany, by mieć maksymalnie dużo zastosowań. Energię będzie można pobierać z jego pomocą zarówno z fal morskich czy wody zamkniętej w szczelnej tubie. Nie musi to zawsze być spadająca kropla – przekonuje Wang.