Los científicos han creado un generador que utiliza la humedad atmosférica y sales polioximetálicas para producir electricidad continua, proporcionando una forma sostenible de aprovechar energía de bajo valor. Están explorando formas de generar electricidad a partir de energía de bajo valor que está presente en abundancia en el entorno natural. Ha surgido un avance revolucionario: un generador que aprovecha la humedad atmosférica natural y produce una señal eléctrica continua.
Vale la pena señalar que este es el primer generador de humedad que utiliza materiales de sales metálicas de polióxido a nanoescala. La importancia de este hallazgo apunta a una nueva y prometedora vía de investigación en el uso sostenible de energía de bajo valor.
Los hallazgos fueron publicados recientemente en la revista Nano Research.
Los investigadores siguieron este camino para resolver el problema del rendimiento inconsistente en los dispositivos de conversión de energía. Un problema apremiante que intentan resolver es la escasez de materiales para generar electricidad a partir de la humedad atmosférica y las limitaciones de estos materiales. Chen Weilin, profesor del Departamento de Química de la Universidad Normal del Noreste, explicó: "Esperamos comprender el proceso de conversión de la energía de la humedad atmosférica en energía eléctrica y el papel de los polioximetalatos en la generación de energía de la humedad atmosférica".
Conozca más sobre los polioximetalatos y su potencial.
Los polioximetacrilatos (también conocidos como POM) tienen propiedades morfológicas y funcionales únicas que los hacen particularmente útiles para síntesis controlada, ensamblaje y estudios de rendimiento. Son una clase versátil de materiales moleculares inorgánicos. Los nanomateriales POM pueden autoensamblarse para formar estructuras microporosas que pueden recolectar la humedad atmosférica. También son respetuosos con el medio ambiente y muy estables en entornos luminosos, térmicos y químicos. Los investigadores predicen que se espera que los nanomateriales POM se conviertan en materiales que aprovechen eficazmente la humedad atmosférica.
Los científicos incorporaron POM en grupos orgánicos de polioxianiones de amonio. Los grupos se ensamblan en generadores de película delgada con orificios a nanoescala llamados microporos que pueden funcionar en condiciones de humedad atmosférica. Su pequeño generador POM puede producir un voltaje de 0,68 V, es muy estable y puede funcionar de forma continua en casi todos los entornos naturales con una humedad atmosférica que oscila entre el 10% y el 90%.
Mecanismo de funcionamiento y posibles aplicaciones.
El principio de funcionamiento del generador de humedad atmosférica POM es que los nanoclusters de POM absorben espontáneamente la humedad atmosférica a través de los microporos de la película de nanocables de POM. Forman el gradiente de distribución del agua, que es la base estructural para la generación de energía. Los hechos han demostrado que los generadores POM tienen una alta estabilidad y un rendimiento de generación de energía continua.
El equipo de investigación determinó que el dispositivo de generación de energía POM puede recolectar efectivamente la humedad atmosférica en la naturaleza y generar señales eléctricas continuas a través de la distribución desigual y el movimiento direccional de los iones. Este trabajo proporciona nuevas ideas para la utilización sostenible de energía de bajo valor y también proporciona una nueva perspectiva de investigación para la química del polióxido metálico.
Existe una necesidad urgente de desarrollar fuentes de energía continuas de bajo valor en entornos naturales. En investigaciones anteriores, los científicos han creado dispositivos que recolectan y utilizan energía de bajo valor. Sin embargo, estos dispositivos se han visto limitados debido a la naturaleza intermitente e inestable de las fuentes de energía de bajo valor. En los últimos años, los científicos han avanzado en el aprovechamiento de la energía de la humedad atmosférica. Sin embargo, el generador POM del equipo es el primer generador de humedad capaz de producir electricidad de forma continua.
Este revolucionario generador POM tiene muchas aplicaciones potenciales, como la detección del proceso de respiración humana; detectar, registrar y alarmar la humedad ambiental; combinar con aparatos eléctricos para lograr un suministro de energía continuo para los equipos; satisfacer las necesidades de energía de varios escenarios, etc.
"La revelación más importante es que mediante el diseño y la modificación de nanomateriales POM, se ha logrado una generación continua de energía utilizando la humedad atmosférica, y las características de los nanomateriales POM se han utilizado para comprender en profundidad el mecanismo de generación de energía de la humedad atmosférica". Dijo Chen Xiaodong.
camino a seguir
En el futuro, los investigadores esperan mejorar la eficiencia de la generación de electricidad a partir de la humedad atmosférica mediante la detección y optimización de materiales. También esperan obtener una comprensión más profunda del proceso de generación de electricidad a partir de la humedad atmosférica.
"El objetivo final es lograr la utilización eficiente de los generadores de humedad y promover el desarrollo sostenible de la energía y el medio ambiente mediante la exploración de mecanismos para optimizar su eficiencia", dijo Chen.