Та сама волога, що кожного ранку осідає росою на траві, одного дня, можливо, допоможе тримати світло ввімкненим. Фінансований ЄС проєкт CATCHER розробляє технологію, яка перетворює водяну пару з повітря на електрику й працює вдень і вночі, незалежно від того, світить сонце чи дме вітер. Її перетворювачі вже відпрацювали тисячі годин у вимогливих лабораторних випробуваннях — а наприкінці ти можеш перевірити, чи маєш нахил до енергетики майбутнього.
Сонячні панелі та вітрові турбіни стали знайомими обличчями чистої енергетики. Проте в обох однакова слабкість: вони залежать від погоди. Коли небо затягнуте хмарами або безвітряно, їхня потужність падає, і мережі доводиться заповнювати прогалину іншими джерелами. Саме тому дослідники невпинно шукають відновлювані ресурси, які могли б працювати цілодобово.
Один із несподіваніших кандидатів — просто навколо нас. Повітря завжди містить трохи водяної пари, навіть у дні, коли воно здається сухим. Здебільшого вологість невидима, але щоранку стає видимою у вигляді роси на траві. Команда європейських дослідників поставила просте запитання: чи можна перетворити цю вологу на стабільне джерело електрики?
Ідею розробляють у межах CATCHER — проєкту, який Європейський Союз фінансує через Європейську раду з інновацій (EIC). Він тривав з 1 квітня 2022 до 31 березня 2026 року за грантовою угодою 101046307. Роботу координував у Португалії COFAC — кооператив, що стоїть за Університетом Лузофона, а очолювала її Світлана Любчик (Svitlana Lyubchyk), доцентка цього університету, яка виконувала функції координаторки проєкту.
Повна назва проєкту говорить сама за себе: його мета — створити інноваційну технологію перетворення відновлюваної енергії «з вологи на електрику». За словами координаторки, відправною точкою була ширша потреба. «Ширшою потребою було створити достовірний шлях до майбутньої автономної технології перетворення вологи на електрику та доповнити традиційні технології, як-от сонячну й вітрову енергетику.»
Ключовий процес — адсорбція: молекули водяної пари з навколишнього повітря прикріплюються до поверхні матеріалу всередині перетворювача. Енергія, пов’язана з такою адсорбцією атмосферної води, потім перетворюється на електричну. Проєкт також допоміг пояснити, як пори різного розміру всередині перетворювача взаємодіють у цьому процесі, що важливо для вдосконалення майбутніх пристроїв.
Оскільки вологість є в будь-яку годину, такому перетворювачу не потрібні ні сонячне світло, ні вітер. У цьому головна обіцянка технології: джерело, що працює вночі й у безвітряні хмарні дні.
Цифри, які наводить команда, вражають, але їх слід читати уважно. «Наша оцінка показує, що енергія, пов’язана з адсорбцією атмосферної води, еквівалентна приблизно 50-кратному обсягу нинішнього річного світового споживання енергії», — каже Любчик.
Вона одразу додає важливе застереження. «Це теоретична межа ресурсу, яка ставить атмосферну вологість серед найбільших відновлюваних ресурсів світу, за масштабом приблизно співмірних із вітром і більших за інші відновлювані ресурси, що вже використовуються комерційно.» Іншими словами, ця цифра описує верхню межу того, що існує в природі, а не те, що можуть дати сучасні пристрої. У статті також підкреслено, що попри нещодавній прогрес технологія все ще перебуває на ранньому етапі розвитку.
Великі теоретичні цифри мало значать без підтвердження з лабораторії. Під час проєкту партнери повідомили про кілька конкретних результатів:
Тривала безперервна робота особливо важлива, адже нове джерело енергії має довести, що воно залишається надійним з часом, а не лише під час короткої демонстрації.
Команда подає вологість не як заміну сонячній чи вітровій енергії, а як їхнє доповнення. Мета — цілодобове, просте у використанні та повністю придатне до переробки енергетичне рішення, яке могло б працювати в дуже різних масштабах: від великої електростанції до одного будинку. У довшій перспективі технологію мають інтегрувати в європейську електромережу й дати змогу станціям і домогосподарствам виробляти власну електрику в будь-якій точці світу.
Любчик бачить для технології чітке місце на ринку: «Проривний новий продукт, здатний доповнити наявні технології та розв’язати значні проблеми енергоефективності, зміцнить європейський ринок відновлюваної й децентралізованої енергетики. Це сприятиме досягненню мети ЄС — повністю відновлюваної енергосистеми до 2050 року.»
CATCHER — також хороший приклад того, як народжується нове джерело енергії. Усе починається з ідеї та теоретичної оцінки, далі йде розуміння фізики й матеріалів, а потім — тисячі годин випробувань, перш ніж хтось заговорить про продукти. Такі проєкти об’єднують людей з енергетичної інженерії, фізики, хімії матеріалів і екологічної інженерії, тож студенти цих напрямів одного дня можуть працювати над подібними завданнями. Ця історія також показує роль Європейської ради з інновацій, яка підтримує дослідження, що прагнуть вийти з лабораторії на ринок.
CATCHER показав, що вологість повітря можна розглядати як серйозний відновлюваний ресурс. Його перетворювачі пропрацювали понад 9 000 годин без втрати продуктивності, а команда заклала основу для з’єднання багатьох пристроїв. Теоретичний потенціал величезний, але технологія ще молода, і попереду багато роботи, перш ніж електрика з вологи дійде до домівок і мережі. Оригінальну історію можна прочитати на CORDIS.
Джерело: CORDIS, Європейська комісія.
5 запитань · одна хвилина
English
Čeština
Deutsch
Español
Français
Magyar
Italiano
Polski
Português
Русский
Slovenčina
Türkçe
Українська
العربية
中文