湿った空気から電力を生み出す画期的な方法が発見される [186444466]
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どんな素材を用いても、湿った空気から電気を安定供給できる画期的な方法が見つかった。
まだ実用化には至っていないが、“他のエネルギーハーベスターの限界を超えるものである”と、開発者は述べている。用いる材料は何でも良く、必要なのは、一対の電極と材料に直径100ナノメートル以下のナノサイズの穴が開いていることだ。これは人間の髪の毛の1,000分の1ほどの幅であるが、それ自体は予想よりも簡単に実現できるとのことだ。
マサチューセッツ大学アマースト校のエンジニア、Xiaomeng Liu氏が率いる研究チームによると仕組みはこうだ：この小さな穴が水分子を通過させ、水分子によって蓄積された電荷から電気を発生させることができるのだ。
彼らはこれを「ジェネリック・Air-gen効果（generic Air-gen Effect)」と名付けた。
マサチューセッツ大学アマースト校のエンジニア、Jun Yao氏は、「空気には膨大な量の電気が含まれています。雲を思い浮かべてください。雲は水滴の塊にすぎません。水滴のひとつひとつに電荷があり、条件が整えば、雲は稲妻を発生させることができます。しかし、雷から確実に電気を取り出す方法はわかっていません。私たちが行ったのは、人間が作った小規模な雲を作り、予測可能かつ継続的に電気を発生させ、それを利用することです」と、このアイデアについて説明する。
このプロセスは、雲が稲妻の電気を作るのと同じだが、湿度は常に空気中に存在するため、風力や太陽光のような信頼性の低い再生可能エネルギー技術とは異なり、天候に左右されることなく、いつでも電気を集めることができる。
Air-genデバイスは、セルロースやシルクプロテイン、酸化グラフェンなどの薄いフィルム状の素材から作られている。空気中の水分子はナノ孔に入りやすく、フィルムの上から下へ移動するが、移動中に孔の側面にぶつかってしまう。
そして、より多くの水分子がフィルムの上部に流れ込むため、両者の間に電荷のアンバランスが生じるのだ。
これは、雷を発生させる雲と同じような効果をもたらす。空気の上昇により、雲の上部で水滴同士の衝突が多くなり、雲の上部ではプラスの電荷が過剰に、下部ではマイナスの電荷が過剰になるのだ。
この場合、電荷は小型機器への電力供給や、何らかのバッテリーに蓄えられる可能性がある。
現時点では、まだ初期段階である。研究チームがテストしたセルロースフィルムは、周囲環境で260ミリボルトの自発電圧出力を示したが、一般的なスマートフォンでは約5ボルトの電圧出力が必要である。しかし、フィルムが薄いということは、Air-genデバイスをより実用的なものにするために、フィルムを積み重ねてスケールアップさせることができると言う事だ。
また、異なる材料で作ることができるため、使用する環境に応じてデバイスを適合させることができると研究者は述べている。
「このアイデアはシンプルですが、これまで発見されたことがなく、あらゆる可能性が広がっています。熱帯雨林の環境ではある種の材料で作られた収穫機を、より乾燥した地域では別の材料で作られた収穫機を想像することができます」と、Yao氏は述べている。
次のステップは、さまざまな環境でデバイスをテストし、さらに規模を拡大する作業を行うことだ。Air-genの効果は本物であり、それが示す可能性は非常に大きい。
「これはとてもエキサイティングなことです。私たちは、薄い空気からクリーンな電気を採取するための広い扉を開いているのです」と、Liu氏は述べている。
https://texal.jp/2023/05/29/a-revolutionary-method-has-been-found-to-generate-electricity-from-moist-air-24-7/ sa ibig sabihin na kaya tinamaan ng kidlat なんとも興味深い話だね
雲だか空気中だかの水分子の平均自由行程が100nm程度(で目的とする電荷移動と雷雲が起きる？)という事を根拠に
表面から裏まで直径100nmの穴が貫通した多孔質の構造を作って、そこに雲の中の水滴相当の水分子を通すと
平均自由行程と同じ直径100nmの穴の側面に水分子が衝突してそこに電荷を与え
その衝突確率は穴の上側の方が高く、下側は低くなるらしく、構造体の表と裏の間に電位差が生じる、
それが今回のだと260mVの電位差だから
1枚だけだと半導体のキャップすら乗り越えられず昇圧処理も困難だけど
積層すれば充分な電圧が得られる、ってな話らしい
論文アブストラクトだけでは意味不明だったので
下記記事を参照した
https://scitechdaily.com/clean-energy-24-7-engineers-use-nanotechnology-to-harvest-electricity-from-thin-air/ >>1の日本語記事はよくある日本語ウィキペディア記事と同様、今回論文の内容とポイントを理解していない人が形だけ翻訳した役立たずだね。
嫌儲はこの手の意味のわかっていない人の記事やスレ立てが多過ぎるね 今回の壊滅的誤訳/誤解釈はこの辺りかな
この文章がそれ以前の文章や、この研究の成果と矛盾している時点で、>>1の日本語記事はいつもの英語誤訳や誤解釈でトラブルを起こす常習犯の仕業と判定した
>>1 「そして、より多くの水分子がフィルムの上部に流れ込むため、両者の間に電荷のアンバランスが生じるのだ。」
流れ込むんではなくて、衝突確率が多いって話 頭の中でイメージを組み立てながら読む習慣があれば
記述の矛盾や、その原因が単純ミスではなく理解の欠落にあると一読でわかるよね 2種類の金属を湿った空気内で近づけて片側が酸化するとかなら分かるけど そんなものより引きこもり無職でマトリックスみたく発電しよう 雲中の微小水滴(の水分子)と、
その平均自由行程を直径とする孔の側面との衝突で
電荷が取り出せるとする今回の機構説明は興味深いね
落雷の原因である
雲の上部に正電荷、下部に負電荷が集まり帯電して
静電誘導で大地に正電荷が誘導され
雲の下部と大地の間の放電現象について
その雲の中の帯電現象を確認してみると
かつては諸説紛々で結論が出ていなかった事が判る(現状不明)
その過去の諸説を概観すると
https://www.metsoc.jp/tenki/pdf/1982/1982_05_0491.pdf#page=10
・電離層と大地の電位差による電界(外部電界)を前提に、雲中の微小水滴の衝突部位の電位で、水滴間の電荷移動と帯電が起きるとする説
・NaClによるイオンを前提とした物性論
・水滴分裂によるレナード効果
・低温下の氷晶の摩擦電気や衝突・剥離による帯電
等々あって、どれが正解かわからず
最新の知見を確認したくなる
とは言っても昼休みにそこまで論文探しはできないので一般向け解説を見ると
https://www.saga-ed.jp/kenkyu/kenkyu_chousa/h15/05annzennajikkenkansatu/kaminari040326/400shikumi/shikumi_right.htm
「大きさの違う氷の粒や霰や雹は，落下速度も違いますので，互いに衝突を繰り返します。そのとき「こすれ合う」ということが起こり，静電気が発生します。衝突したときに，一方の粒子から電子をたたき出し，電子を失った方が正の電荷に，たたき出された電子を吸収した方が負の電荷に帯電します。このとき小さな粒(氷晶)が正電荷に，大きな粒(霰)が負電荷になります。どうして大きな粒の方が負電荷になるのかについては，まだ解明されていません。」
「大きな粒の方が重たいので，雲の下の方に移動し，小さな粒は上昇気流によって雲の上の方に移動します。そのため，雲の下の方では負の電荷が，雲の上の方では正の電荷が集まります。また，雲底に集まった負電荷によって，大地では正電荷が誘導されます。これを「静電誘導」と言います。」 一般的解説は氷晶や雹を前提としていて
それは雲の中で起きる現象の解説としては適切なのだろうけど、今回の微小水滴と孔で発電する話とは相が違う
>>20前半の論文の最初の説は
水滴の衝突を前提としているものの
電離層起因の外部電界による水滴中の電荷の偏りを
前提としているので、やはり今回の説明とは前提条件部分が異なる。
水滴と多孔質の穴側面の衝突で生じる電荷移動って何なんだろうね。誘電率の違う素材の摩擦よる静電気生成と似たタイプの話になるのかな レナード効果解明の1892年論文に関する説明を読むと、滝における液体の急激な衝突や飛沫化による表面エネルギーの変化による帯電とか、それによる周囲の大気のマイナスイオン化とか出てきて
いつもの人の発狂ネタと判明しておしまい ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
