Nový generátor rozsvítí z kapek vody na 100 LED diod

TLDR verze: Čínští vědci představili efektivnější metodu zisku elektřiny z deště. Jde o impresivní nápad, rozšíření ale nejspíše bude limitováno stále relativně nižší užitností & drahými použitými materiály. Studie tu.

Také vám kape na maják?

Před fyzikem Wang Zuankaiem z hongkongské univerzity si nejspíš mnozí z generování elektřiny pomocí deště poklepávali na čelo. Jeho výzkum totiž spočívá ve vytěžování energie z padajících kapek vody pomocí technologie DEG generátoru (droplet-based electricity generator). Po dvouletém výzkumu se mu a jeho týmu nikdo nesměje, protože nově vyvinuté řešení se zdá být natolik slibné, že si ho povšiml i renomovaný časopis Nature!

Ale dost nadsázky. Dle těch nejzákladnějších zákonů fyziky je každé padající těleso nositelem určité míry energie a pokusů s využitím padajících kapek vody k získání elektřiny už bylo několik, některé i poměrně úspěšné. Nový výzkum je ale jedinečný nejen svou technologií, ale především efektivitou.

Čtyři proužky padajících vodních kapek jsou při svém dopadu na generátor vytvořit energii dostatečnou k napájení čtyřstovek komerčně vyráběných LED diod, jak ukazuje video níže. Autoři udávají, že jedna kapka tak krátkodobě dodá elektřinu pro celou stovku diod – tím dle jejich dat vygeneruje přibližně 140 voltů.

Zařízení funguje na jednoduché, ale velmi důmyslné myšlence. Ta v posledku dovoluje generátoru mít až tisícinásobně vyšší účinnost, než je tomu u předchozích modelů. Jak? Obětovali hongkongští bohům deště prvorozenou kočku anebo snad ukradli technologii waterbenderům? Nikoliv!

Základem je skleněná destička, na které jsou nanesené tři tenké vrstvy vodičů. Ta, která je sklu nejblíž, je z kompozitu oxidu india a cínu (zkráceně ITO) a tu od další, tenčí vrstvy, která je z aluminia odděluje tenký film z teflonu. Právě teflon, charakterizovaný jako permanentně polarizovaný materiál je jádrem celé myšlenky.

Tým profesora Wanga dokázal, že vodní kapky dopadající na teflonovou vrstvu kumulují povrchové napětí do chvíle, než dojde k jejich saturaci. Voila, konečně si můžete v deštivé noci posvítit na noční moční!

Milé, ale…

Když tedy „poprchá“ na generátor, kapky se roztahují mezi ITO kompozitem a teflonem a přirozeně je přemostí s hliníkovou elektrodou, čímž vytvoří uzavřený obvod. Jakmile je vody příliš a obvod se uzavře, může systém všechnu nahromaděnou energii poslat ven ve formě elektrického proudu.

Výkon se podle propočtů odhaduje na 50.1 wattů na jeden metr čtvereční, takže pokud si v budoucnu pokryjeme podobným zařízením střechu svého domu, bude mašina možná užitečným sekundárním zdrojem energie pro méně náročné spotřebiče.

Výzkumníci doufají ve větší uplatnění svého konceptu v budoucnu. Odhadují, že vytvořit skutečně funkční prototyp zařízení, který by byl schopný nějakého praktického využití, potrvá nejméně dalších pět let. Zejména pro solární energetiku, která během nepřízně počasí moc žárovek nerozsvítí, by tak mohlo jít o užitečný doplněk.

Ale

Zároveň by bylo velmi pravděpodobně poněkud přehnané očekávat od deštové energetiky pohánění celé civilizace. Někteří kritici vypichují, že systém generuje trochu moc energie, jeho efekt je nicméně v zásadě legit. Uvádět, že kapka vygeneruje X voltů elektřiny, je trochu hovadina – smysl by to mělo spíše v joulech – ale nad tím mávněme rukou.

Uložená energie z podobného efektu je však velmi malá. Blikání LEDek sice působí efektně, řádově efektivnější (!) by však nejspíše bylo prohnat vodu z deště turbínou v odtokové rouře. K čemuž už nepotřebujeme supermoderní technologie.

Nemusí pršet, hlavně když kape

S tím se váže druhý problém. Indium, potřebný pro hongkongský efekt, je velmi vzácný prvek. Byť materiáloví kouzelníci časem snad najdou levnější ekvivalent (nebo se ho naučíme levně těžit třeba v kosmu), pro obrovské škálování není jaksi úplně nejvhodnější. Řeši o energetické revoluci tak zavánějí hyperbolou přímo galaktického ražení!

Přesto bych jenom nerad na studii kydal hnůj. Podle všeho jde o chytrý kousek vědy, který by za pěkných pár přestupných pátků mohl třeba přinést druhotný doplněk obnovitelným zdrojům. To, že mám značné pochybnosti, jestli obnovitelné zdroje samy o sobě dovedou pohánět dnešní civilizaci, je už trochu jiná věc.

Ale kdo ví? Pokud energetičtí obchodníci s deštěm překvapí ještě lepší efektivitou & nízkou cenou, budu jedině rád! A k hypotetickým podobným průlomům nutně vede cestička přes řadu menších krůčků, jako je i ten nejnovější. Jak se říká – nemusí pršet, hlavně když kape!

[JH, TK, LL]

Existují i pozitivnější eko zprávy!

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol – podpořte i vy drobákem mojí snahu informovat o vědě věčně & vtipně a přispějte mi v kampani na Patreonu.A sledujte mojí snahu případně i na Facebooku či YouTube!

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Reklama