Aktuality

Elektřina vyrobená ze vzduchu. Tak funguje nový systém Air-gen

V atmosféře se přirozeně vyskytuje vodní pára. Teprve nedávno napadlo elektrotechniky a mikrobiology z univerzity v Massachusetts, že by tento zdroj mohli získat přímo ze vzduchu a využít k vytváření elektrické energie. Tento zdroj je všudypřítomný, lehce dostupný a pro životní prostředí nezávadný. Pokud by se technologii podařilo uvést do běžného života, šlo by o naprosto inovativní metodu.

Elektřina vyrobená ze vzduchu. Tak funguje nový systém Air-gen
Elektřina vyrobená ze vzduchu. Tak funguje nový systém Air-gen

Krok vpřed při zpracování obnovitelné energie

Jako takzvané obnovitelné zdroje energie využíváme vítr, vodu, světlo a mnoho dalších uhlíkově neutrálních produktů, které jsou při zpracování schopné vytvořit elektrickou energii. Právě uhlíková neutralita je totiž do roku 2050 jedním z nejdůležitějších cílů. V tomto ohledu by využití vodní páry ze vzduchu mohlo být pro budoucí generace vhodným řešením. 

Šance pro elektromobily. EU radikálně snížila emise do roku 2030

Vodní pára v minulosti a současnosti

Využití vodní páry pro výrobu elektrické energie samo o sobě není novým vynálezem. Jde především o zjednodušení procesu, který se používal v minulosti, ale i dnes. Při spalování paliv, jako je například uhlí, se vytváří teplo, které zahřívá vodu, co následně způsobuje její vypařování. Pára dokáže pohánět turbínu, a ta je pak schopna vytvořit elektrickou energii. 

Pro zahřátí vody je ale stále nutné spalovat některé materiály, což vede k produkci CO2. Odborníkům z Massachusettské univerzity se ale podařilo vymyslet zařízení Air-gen, které dokáže páru získávat rovnou ze vzduchu a vyřazuje tak neekologický proces spalování. 

Ceny emisních povolenek porostou. Česko z nich získá 120 miliard

Parní stroj, jak ho známe dnes, vynalezl až James Watt

Parním strojem byly v minulosti poháněny lokomotivy, automobily, lodě ale i mnohá další zařízení. Skotský vynálezce James Watt zdokonalil v roce 1765 parní stroj, jehož vynález mu tak byl připsán. Kombinace páry a pístů způsobila, že mohl být uveden do pohybu i těžký a železný stroj. Šlo o velmi pokročilou technologii, která však stále potřebovala nejčastěji spalování uhlí nebo jiných paliv. 

Zařízení zvané Air-gen. Je cestou k zelenější budoucnosti?

Vodní pára je vlastně vypařenou vodou, která se vlivem teploty rozdělila do drobných a okem neviditelných aerosolových kapiček. Díky běžným procesům v atmosféře se neustále nachází ve vzduchu v proměnlivém množství, než se opět kondenzuje. Proces se neustále opakuje, a proto jde o neomezený zdroj energie. 

V oblastech, které jsou nejblíže rovníku, nalezneme v ovzduší největší množství vodní páry ve vzduchu. Směrem k severnímu nebo jižnímu pólu pak hodnota klesá. Pro zařízení Air-gen by tedy byly ideální dnes velmi tropické oblasti, kde se vlhkost drží ve vzduchu dlouhodobě a její poměr se příliš nemění. 

Za vším stojí živé organismy 

Air-gen je vzduchem poháněný generátor s elektricky vodivými nanodráty. Elektrody ve spojení s proteinovými nanodráty reagují tak, že přetvářejí vodní páru ze vzduchu na elektrickou energii. 

Uplatnění při vývoji našli zejména mikrobiologové, jelikož hlavní a nezbytnou součástí pro zařízení je bakterie zvaná Geobacter. Ta byla objevena v bahně řeky Potomac ve Washingtonu před téměř třiceti lety. Až později se ukázalo, jaký potenciál bakterie skrývají pro moderní vědu a energetiku. Výzkumy provedl elektrotechnik Jun Yao a mikrobiolog Derek Lovley, kteří objevili nečekané schopnosti těchto živočichů.

Využití vodivosti

Právě tato bakterie je schopna produkovat proteinové nanodráty, skrze které mohou proudit elektrony. Kolonie těchto bakterií reagují tak, že tvoří elektrický náboj. V době takového zjištění však nešlo o převratný objev, jelikož nanodráty produkovaly jen minimální množství energie, které by současně nemohlo uspokojit žádné zařízení. 

Velká Británie na cestě k bezemisní elektřině. Jak jsou na tom ostatní evropské země?

Vědci z Massachusettské univerzity však přišli na způsob, jak elektrický náboj produkovat ze samotných nanodrátů bez bakterií a výrazně navýšit množství získané energie. Stačilo je totiž dát do kontaktu se zlatými destičkami. 

Výhody a nevýhody technologie Air-gen

Největší předností zařízení je jeho nízkonákladové řešení a vysoká dostupnost vodní páry, která se ve vzduchu nachází všude, jen v různém množství. Odborníci však ve své studii tvrdí, že by bylo možné zařízení použít i v extrémně suchých oblastech, jako je například Sahara. Podle nich funguje dokonce i v interiéru budov. 

Zatím je ovšem vynález stále ve fázi vývoje a v počátcích. Cílem vědců je nyní využít tuto technologii pro malá elektronická zařízení, jako jsou hodinky nebo fitness náramky, vyhledat její slabiny a zajistit, aby v budoucnu mohla být využitelná i například v průmyslu. Tím by mohly být omezeny i běžné baterie. 

Spekulace a plány do budoucna

Fantastické nápady, které jsou od reality více vzdálené, ovšem ve studii zaznívají také. Vědci totiž spekulují nad tím, že by bylo vhodné do budoucna technologii aplikovat například do stěn, takže by si každá domácnost mohla vytvářet svou vlastní energii. Hlavní nevýhodou je ovšem stále malá produkce elektrického proudu. V současnosti vědci pracují na výzkumu, který by našel odpověď na otázku, jak produkci zvýšit. Do té doby jde ale jen o nápad, který není využitelný pro průmysl nebo větší zařízení.