实现空气发电百年梦想

Andriy Lyubchyk 是 CATCHER 项目的合作伙伴，该项目旨在通过完善大气湿度向电能的转化来扩大清洁能源组合。

旧梦

该技术涉及收集大气中无处不在的气态水分子中所含的微小静电电荷。这个过程被称为湿电或湿电。

“有了这种新的可再生能源，我们相信我们将大大提高绿色能源转型的效率和可能性，”葡萄牙初创公司 Cascatachuva Lda 的首席执行官 Lyubchyk 说。他还是葡萄牙里斯本葡语人文科技大学的化学工程师。

1900 年代初，美籍塞尔维亚发明家尼古拉·特斯拉梦想从空气中获取能量。他进行了一系列实验，试图从大气中捕获电荷并将其转化为电流。

自特斯拉时代以来，科学家们更多地了解了电是如何在大气中形成和释放的，并发现水蒸气可以携带电荷。

专有技术可能对起到推动作用，约 22% 的能源来自可再生能源。它有望将此类能源(包括水电)的十年末目标收紧至高达 45%。

但是，要使欧洲到 2050 年实现气候中和，可再生能源必须发挥更大的作用，而湿电将为寻求放弃石油、天然气和煤炭的提供更多选择。

新技术

在欧洲创新委员会的探路者计划的资助下 ，CATCHER 汇集了来自欧洲六个国家的八个合作伙伴来探索这种可能性。

虽然总体思路可能相同，但 CATCHER 使用的特定技术与特斯拉的有很大不同。该项目使用由氧化锆(一种坚硬的结晶材料)制成的面板状电池来从大气湿度中获取能量。

氧化锆是一种陶瓷材料，广泛用于牙科植入物、先进的类玻璃材料、电子产品和核燃料棒包层等领域。

据 CATCHER 的协调人、Andriy Lyubchyk 的母亲 Svitlana Lyubchik 说，在七年前探索由氧化锆制成的纳米材料的特性时，研究人员开始看到湿电的证据。

和他一样，她也是葡语大学的一名化学工程师。他们采取了各种举措来尝试开发这种潜力。

研究人员现在正处于一个 8 x 5 厘米的材料板可以在湿度约为 50% 的实验室中产生约 0.9 伏特的地步。这相当于半节 AA 电池的功率输出。

该团队致力于提高其湿电材料的效率，预计一旦完善，这些电池将能够收集与类似尺寸的光伏电池相同的电量。

研究人员还认为，这些电池将以类似于太阳能电池板的方式部署——作为大型发电场或作为个别建筑物的电源。

稳态

这些细胞是通过生产非常小、均匀的氧化锆纳米颗粒，然后将它们压缩成一片具有相似结构的材料制成的，包括一系列通道或毛细管。

根据 Andriy Lyubchyk 的说法，纳米结构在毛细管内产生电场，将电荷与从大气中吸收的水分子分开。

结果是捕获电能的一系列物理化学、物理和电物理过程。

一方面，新技术将比太阳能和风能更具优势。虽然面板和涡轮机必须定位以捕获阳光和风，但湿电电池不需要特别放置，因为当地湿度水平几乎没有变化。

也就是说，湿电电池不一定是所有地方的选择，因为它们需要最低水平的湿度才能工作。

Andriy Lyubchyk 说：“例如，如果外面的温度是零下 15 度，那么一切都结冰了，空气中就没有水了。”

吊顶解决方案

他还是资助的SSHARE项目的母亲的协调员， 该项目正在通过将湿电电池整合到加热和冷却系统中来研究实际应用。

“我们将这两种技术结合起来，使它们能够自给自足，”Andriy Lyubchyk 说。

加热和冷却系统基于可以安装在房间天花板上的先进辐射板。

穿孔水管从面板上方穿过，根据目的是加热还是冷却房间，为它提供热水或冷水。然后面板通过大气湿度将热量辐射到房间或从房间吸收热量，就像皮肤通过排汗散发热量一样。

该系统应该能够使用水蒸气进出面板时产生的湿电为循环水的泵提供动力。

研究人员说，自给自足的供暖系统突出了水力发电如何帮助推动净零能源转型。

“我们可以在能源独立方面为政策做出贡献，”Svitlana Lyubchik 说。