Vind je het ook zo irritant als de batterij van je telefoon weer eens leeg is? In de toekomst kun je jouw telefoon misschien opladen door erop te ademen, dankzij een techniek die elektriciteit uit vocht in de lucht haalt.
Kleine waterdruppels in de lucht lijken misschien een onwaarschijnlijke energiebron, maar ze kunnen een vorm van statische elektriciteit bevatten die hygro-elektriciteit heet. Onderzoekers gaan ervan uit dat dit de bron is van elektrische ladingen die bliksem veroorzaken. Deze lading kan worden overgebracht van druppeltjes naar andere kleine deeltjes, zoals stofdeeltjes.
We zijn niet verslaafd aan onze telefoons en hebben geen ‘digitale detox’ nodig
Onszelf beschrijven als verslaafd aan onze telefoon werkt contraproductief, betoogt psycholoog Pete Etchells.
Elektrische stroom
Onderzoekers toonden eerder aan dat deze energie kan worden geoogst door onderdelen van grafeen, de tweedimensionale vorm van koolstof. Als kleine gaatjes in deze onderdelen watermoleculen absorberen, worden ze geïoniseerd en genereren ze een elektrische stroom.
De onderdelen uit dit eerdere onderzoek waren groot en stijf, waardoor ze onpraktisch waren voor gebruik in kleine elektronica zoals een smartphone. Om dit op te lossen maakte een onderzoeksteam van de Tsinghua University en het Beijing Institute of Technology in China generatoren van dunne lagen van grafeenoxide die kunnen worden gerold, uitgerekt en gevouwen tot verschillende vormen, zoals buizen, piramides en ballen. ‘In de toekomst kan het gebruikt worden in draagbare apparaten’, zegt Huhu Cheng van de Tsinghua University.
Grafeen wordt gevormd uit een enkele laag koolstofatomen, waardoor het moeilijk te maken is. Grafeenoxide, dat wordt gemaakt van een laag koolstofatomen die zijn verbonden met zuurstofhoudende moleculen, is echter makkelijker en goedkoper te produceren. Het kan als een coating op andere materialen worden aangebracht en het wordt gebruikt in buigbare elektronica en zonnecellen.
AA-batterijen
Om buigbare hygro-elektrische generatoren te maken, gebruikten de onderzoekers een laser om patronen te etsen op een laag grafeenoxide die was aangebracht op buigbare folie. Ze waren in staat om de structuur en eigenschappen van zuiver grafeen gedeeltelijk te herstellen door het grootste deel van de zuurstofhoudende moleculen te verwijderen. De gecoate folies konden vervolgens worden gerold en gevouwen tot verschillende vormen zonder hun vermogen om elektriciteit op te wekken te verliezen.
Het spuiten van een nevel van waterdruppels op het oppervlak van de generator – of zelfs door erop te ademen via een buisje – leverde spanningen tot 1,5V op, wat vergelijkbaar is met standaard AA- of AAA-batterijen.
Ron Mertons, een analist van de grafeenindustrie in Herzliya, Israël, denkt dat deze techniek perfect zou zijn voor het opladen van energiezuinige sensoren of piepkleine computers die je wilt gebruiken in een omgeving zonder energievoorziening. ‘Het gaat echter waarschijnlijk jaren duren voordat dit soort apparaten op de markt komen, als het überhaupt ooit gaat gebeuren’, zegt hij.
