Ludzkość cały czas czas szuka czystej energii. Spowodowane jest to zanieczyszczeniami, które generujemy. Jak dotąd wszystkie sposoby uzyskania czystej energii mają swoją cenę – produkcja oraz odpady jakie generują szkodzą środowisku tak samo lub bardziej niż spaliny i inne gazy cieplarniane. Na nasze szczęście korporacje wróciły do rozwijania technologii wodorowej natomiast naukowcy z uniwersytetu w Tel Awiwie twierdzą, że przyszłością może być energia elektryczna uzyskana bezpośrednio z pary wodnej.
Badania, prowadzone przez prof. Colina Price’a we współpracy z prof. Hadasem Saaronim i doktorantką Judi Lax, wszyscy z Porter School of the Environment and Earth Sciences TAU, opierają się na odkryciu, że elektryczność materializuje się w interakcji między cząsteczkami wody a powierzchniami metalowymi. Został opublikowany w Scientific Reports 6 maja 2020 r.
Naukowcy postanowili spróbować wyprodukować maleńką baterię niskonapięciową, która wykorzystuje tylko wilgotność w powietrzu, opierając się na odkryciach wcześniejszych odkryć. Na przykład w XIX wieku angielski fizyk Michael Faraday odkrył, że kropelki wody mogą ładować metalowe powierzchnie z powodu tarcia między nimi. Znacznie nowsze badania wykazały, że niektóre metale spontanicznie gromadzą ładunek elektryczny pod wpływem wilgoci.

Naukowcy przeprowadzili eksperyment laboratoryjny w celu określenia napięcia między dwoma różnymi metalami narażonymi na wysoką wilgotność względną, podczas gdy jeden jest uziemiony. „Odkryliśmy, że nie było między nimi napięcia, gdy powietrze było suche” – wyjaśnia prof. Price. „Ale gdy wilgotność względna wzrosła powyżej 60%, napięcie zaczęło się rozwijać między dwiema odizolowanymi metalowymi powierzchniami. Gdy obniżyliśmy poziom wilgotności poniżej 60%, napięcie zniknęło. Kiedy przeprowadziliśmy eksperyment na zewnątrz w warunkach naturalnych, zobaczyliśmy te same wyniki.

„Woda jest bardzo szczególną cząsteczką. Podczas zderzeń molekularnych może przenosić ładunek elektryczny z jednej cząsteczki na drugą. Poprzez tarcie może wytworzyć rodzaj elektryczności statycznej” – mówi prof. Price. „Próbowaliśmy odtworzyć elektryczność w laboratorium i odkryliśmy, że różne izolowane powierzchnie metalowe będą gromadzić różne ilości ładunku z pary wodnej w atmosferze, ale tylko wtedy, gdy wilgotność względna powietrza przekracza 60%. Zdarza się to prawie codziennie latem w Izraelu i codziennie w większości krajów tropikalnych.

Według prof. Price’a badanie to kwestionuje ustalone poglądy na temat wilgotności i jej potencjału jako źródła energii. „Ludzie wiedzą, że suche powietrze powoduje elektryczność statyczną, a czasami dostajesz „wstrząsy”, gdy dotykasz metalowej klamki. Woda jest zwykle uważana za dobry przewodnik elektryczności, a nie coś, co może gromadzić ładunek na powierzchni. Wydaje się jednak, że sytuacja jest inna, gdy wilgotność względna przekracza pewien próg”, mówi.

Naukowcy wykazali jednak, że wilgotne powietrze może być źródłem powierzchni ładujących do napięć około jednego wolta. „Jeśli bateria AA ma napięcie 1,5 V, w przyszłości może pojawić się praktyczne zastosowanie: opracowanie akumulatorów, które można ładować z pary wodnej w powietrzu” – dodaje prof. Price.

„Wyniki mogą być szczególnie ważne jako odnawialne źródło energii w krajach rozwijających się, gdzie wiele społeczności nadal nie ma dostępu do energii elektrycznej, ale wilgotność stale wynosi około 60%”, podsumowuje prof. Price.