На думку вчених, практично половина усієї енергії, яка потрапляє на Землю з Сонця, іде на випаровування води з поверхні планети. Австралійська компанія Strategic Elements вирішила використати хоча б частку цієї енергії для зарядки акумуляторів. Інженери розробили акумулятор, який заряджається сам виключно завдяки різниці у вологості на його електродах.
В основі розробки лежить оксид графену. Оксид графену в акумуляторі грає роль носія іонів та середовищем для їх появи в процесі поглинання вологи з повітря. Електродами є шар легованого фтором оксиду олова (FTO) і срібла.
Як все це працює
У сухому “функціональному шарі” з оксиду графену протони іммобілізовані (зафіксовані) та нерухомі. З появою перепаду вологості одна сторона починає поглинати з повітря молекули води, в процесі чого відбувається їхня іонізація, що також викликає утворення карбонової кислоти (COOH) та позитивно заряджених іонів водню (гідридів).
З вологого боку гідридів більше і іони мігрують у бік сухого шару оксиду графену, що призводить до створення різниці потенціалів або напруги на електродах. У міру висихання гідриди повертаються у вихідний стан. Утворення вологи знову запускає процес, і пристрій знову заряджається та готовий до роботи.
В ході експериментів акумулятор зміг виробити напругу 0,85 і струм 92,8 мкА на квадратний сантиметр поверхні. Уточнимо, батарея виготовляється з гнучких матеріалів та обіцяє першою потрапити на ринок електронних пластирів медичного призначення. Теоретично вона навіть зараз здатна забезпечити живлення переважному числу невеликої електроніки на кшталт розумних годинників шляхом зарядження від поту на шкірі людини.
Для виробництва гнучкого акумулятора здатного заряджатися самостійно від вологи у повітрі, ємністю одну ампер-годину необхідно створити елемент площею 36 см2. Для демонстрації концепції компанія виготовить елемент площею 100 см2 і має можливість виготовити елемент площею 3 м2.
Джерело