Исследователи достигли значимого прорыва, разработав инновационный гидровольтаический генератор на основе ореховой скорлупы. Это устройство способно эффективно производить электричество за счет уникального взаимодействия с водой. Подробности этого новаторского исследования были опубликованы в престижном научном журнале Energy & Environmental Materials.
Принцип действия и первые результаты
Для создания генератора ученые применили скорлупу различных орехов, включая миндаль, фундук, пекан и грецкий орех. Выбор пал на эти материалы благодаря их высокой пористости и наличию гидрофильных групп. При контакте с водой микроканалы в структуре скорлупы инициируют так называемый гидровольтаический эффект: движение ионов, вызванное испарением и капиллярными силами, приводит к генерации электрического тока. Первые испытания показали впечатляющие результаты: устройство, изготовленное из скорлупы грецкого ореха, демонстрировало стабильное напряжение более 600 милливольт и плотность мощности свыше 5,9 микроватт на квадратный сантиметр, сохраняя работоспособность на протяжении целой недели.
Улучшение производительности и практическое применение
После проведения специальной обработки и оптимизации характеристик, эффективность генераторов значительно возросла. Напряжение достигло 1,21 вольта, а максимальная плотность тока увеличилась до 347,2 микроампер на квадратный сантиметр. Эти показатели превосходят большинство как органических, так и неорганических аналогов, существующих на сегодняшний день. Что особенно примечательно, всего две такие установки, соединенные вместе, смогли напрямую обеспечивать питанием обычный LCD-калькулятор, демонстрируя потенциал технологии без необходимости использования дополнительных преобразователей энергии.
Будущее возобновляемой энергетики
По словам авторов исследования, разработанная технология наглядно демонстрирует, как обычные аграрные отходы — в данном случае ореховая скорлупа — могут быть превращены в доступный и экологически чистый источник энергии для маломощных электронных устройств. В долгосрочной перспективе подобные генераторы могут быть адаптированы для использования разнообразных источников влаги, включая атмосферную влагу, дождевую или даже морскую воду. Это открывает обширные возможности для дальнейшего развития и масштабирования устойчивой энергетики, предлагая новые, нетрадиционные подходы к получению электроэнергии.
Стоит также отметить, что ранее ученые уже представляли другие необычные источники энергии, например, биоразлагаемые батареи, которые работают на воде и сахаре, что подчеркивает общий тренд на поиск экологичных и инновационных решений в области энергетики.
