Ученые из Бингемтонского университета предложили необычный способ получать электричество прямо со стен дома. Разработанные ими бумажные «энергетические обои» используют водяной пар, постоянно присутствующий в воздухе помещения, и преобразуют его в электрический ток.
В основе технологии лежат миниатюрные генераторы, поглощающие влагу из окружающего воздуха. Попавшая внутрь вода заставляет заряженные частицы перераспределяться, создавая разницу потенциалов между сторонами материала. В результате появляется постоянное небольшое напряжение, причем солнечный свет или движение воздуха системе не требуются.
Именно помещения исследователи считают особенно подходящими для такой технологии. Влажность внутри домов обычно остается относительно стабильной, а люди постоянно добавляют водяной пар в воздух во время приготовления пищи, принятия душа и даже обычного дыхания.
Чтобы сделать систему дешевой и пригодной для массового производства, инженеры использовали технологию печати электронных компонентов непосредственно на бумаге. Глицерин по краям материала поглощает воду, а специальная полимерная структура регулирует ее испарение и поддерживает направленное движение влаги.
Для проверки технологии исследователи изготовили полноразмерный лист из 1596 соединенных элементов. При относительной влажности 80% один элемент создавал напряжение около 0,34 В при плотности мощности 2,2 мкВт/см². Собранной системой удалось запитать беспроводную клавиатуру без батареек.
Одновременно обои продемонстрировали еще одно интересное свойство: во время эксперимента влажность в помещении снизилась с 38% до 32%. Таким образом, материал потенциально способен одновременно вырабатывать электричество и работать как пассивный осушитель воздуха.
Конечно, холодильник или телевизор такими обоями пока не запитать. Их мощность остается на уровне микроватт, поэтому разработчики ориентируются прежде всего на устройства с низким энергопотреблением — датчики температуры и влажности, элементы умного дома и другую IoT-электронику.
Если технологию удастся масштабировать, стены в будущем смогут обеспечивать небольшие устройства энергией без сменных батареек, одновременно помогая регулировать влажность внутри помещений.
