Исследователи Бингемтонского университета в США разработали бумажные
«энергетические обои», способные непрерывно вырабатывать электричество из влаги
воздуха в помещении. Технология одновременно работает как пассивный осушитель и
в перспективе может питать датчики умного дома и другую маломощную электронику
без батареек.В основе разработки лежат миниатюрные влагоэлектрические генераторы (MEG).
Они поглощают молекулы воды из воздуха, из-за чего внутри материала происходит
разделение ионов. Возникающий градиент концентрации создает электрическое
напряжение между противоположными сторонами листа.В отличие от солнечных панелей, такой системе не нужен свет. Исследователи
считают помещения подходящей средой для технологии, поскольку влажность в домах
обычно остается в пределах 30–60%. Кроме того, водяной пар постоянно поступает
в воздух из-за дыхания людей, приготовления пищи, принятия душа и других
бытовых процессов.Для производства генераторов используется технология «бумажной электроники»,
позволяющая формировать необходимые структуры непосредственно на листе. По
краям бумаги нанесен глицерин, который активно поглощает влагу. В центральной
части находится полимерная структура с восковым рисунком. Она регулирует
испарение и поддерживает направленное движение влаги, необходимое для
непрерывной генерации электричества.Исследователи собрали полноразмерный экспериментальный лист из 1596
соединенных генераторов. Каждый элемент выдавал около 0,34 В при относительной
влажности 80%, а удельная мощность достигала 2,2 мкВт/см². Вся система смогла
непрерывно питать беспроводную клавиатуру без батареек.Одновременно обои продемонстрировали способность снижать влажность воздуха.
В экспериментальном помещении ее уровень снизился с 38 до 32%. Авторы считают,
что в будущем технология сможет частично уменьшить нагрузку на системы
кондиционирования и осушения воздуха, одновременно позволяя получать из влаги
небольшое количество электричества.Все электрические соединения исследователи разместили с обратной стороны
листа. Благодаря этому обои можно использовать как обычное настенное покрытие
без видимой проводки.Мощности технологии пока недостаточно для питания бытовой техники вроде
холодильников или телевизоров. Основная область применения — устройства с
минимальным энергопотреблением: беспроводные датчики температуры и влажности,
климатические мониторы, элементы систем умного дома и другая маломощная
электроника.