I ricercatori hanno sviluppato il primo generatore di umidità realizzato con poliossometallati (POM) in grado di utilizzare l'umidità atmosferica naturale per produrre un flusso continuo di elettricità. Questa innovazione rappresenta un progresso cruciale nello sfruttamento efficiente di fonti energetiche a basso valore. Le proprietà uniche dei POM consentono loro di catturare l'umidità dall'aria e convertirla in segnali elettrici affidabili.
Gli scienziati stanno attualmente esplorando metodi per sfruttare l'abbondante energia a basso valore presenti negli ambienti naturali per generare elettricità. Un team di ricercatori ha sviluppato con successo un generatore di energia innovativo che sfrutta l'umidità atmosferica naturale della Terra per generare un flusso costante di segnali elettrici ininterrotti. È il primo generatore di umidità realizzato con poliossometallati, un materiale di dimensioni nanometriche. L'utilizzo di energia di basso valore rappresenta una grande opportunità per i poliossometallati di intraprendere una nuova promettente direzione di ricerca.
Il team mirava a risolvere il problema della discontinuità nei dispositivi di conversione dell'energia. Il loro obiettivo era risolvere il problema dei materiali scarsi per generare energia dall'umidità atmosferica e migliorare le prestazioni dei materiali che possono essere progettati. Il professor Weilin Chen del Dipartimento di Chimica della Northeast Normal University ha affermato: "Volevamo comprendere il processo di conversione dell'energia dell'umidità atmosferica in energia elettrica e il ruolo dei poliossometallati nella generazione di energia dall'umidità atmosferica."
Poliossometalati, noti anche come POM, sono caratterizzati da speciali proprietà funzionali e morfologiche. Li rendono un componente molto utile per l'assemblaggio, la sintesi controllabile e la ricerca sulle prestazioni. Inoltre, sono un tipo versatile di materiali molecolari inorganici. I nanomateriali POM hanno l'incredibile capacità di formare strutture microporose, specificamente progettato per catturare l'umidità atmosferica.
Oltre al loro notevole resilienza alla luce, al calore e alle sostanze chimiche, sono anche eco-friendly in natura. Secondo gli scienziati, ci si aspetta che questi nanomateriali abbiano la potenziale per utilizzare efficacemente l'umidità atmosferica.
Il team ha creato con successo cluster di poliossoanioni di ammonio organico utilizzando i POM. Sono stati creati generatori di potenza a film sottile con minuscoli pori di dimensioni nanometriche chiamati micropori assemblando i cluster. Hanno la capacità di funzionare efficacemente anche in condizioni di umidità atmosferica. Il generatore POM che hanno creato è efficiente e ha generato un tensione costante di 0.68 V. Funziona in modo impeccabile, senza interruzioni, in quasi tutti gli ambienti naturali, sopportando livelli di umidità atmosferica da 10% a% 90.
Il generatore verde POM azionato dall'umidità atmosferica utilizza nanocluster di poliossometallati per assorbire l'umidità dall'atmosfera attraverso i micropori nei film di nanofili POM. Il gradiente di distribuzione dell'acqua costituisce la struttura fondamentale per generare potenza. Il generatore POM è molto stabile e ha un prestazioni di generazione di energia costanti.
Dopo un'attenta analisi, il team ha affermato in via definitiva che il generatore di energia POM è altamente efficiente nello sfruttare l'umidità atmosferica naturale. Questa tecnologia sfrutta la distribuzione non uniforme e il flusso direzionale degli ioni per produrre segnali elettrici incessanti e ininterrotti. Questo lavoro introduce concetti innovativi per sfruttare energia di basso valore in modo continuo, offrendo anche una nuova prospettiva nel campo della chimica dei poliossometallati.
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Sviluppare una fonte continua di energia a basso valore in un ambiente naturale è diventato un richiesta urgente e immediata. Gli scienziati hanno precedentemente sviluppato dispositivi in grado di raccogliere e sfruttare energia di basso valore. Tuttavia, il potenziale di questi dispositivi è stato ostacolato dal fatto che l'energia di basso valore è spesso intermittente e instabile.
Negli ultimi anni gli scienziati hanno compiuto notevoli progressi nello sfruttamento del potenziale energetico dell'umidità atmosferica. Ma questa volta hanno realizzato con successo il primo generatore di umidità realizzato con poliossometallati per produrre energia continua.
Alcune delle potenziali applicazioni del generatore POM sono:
- Ottenere un'alimentazione elettrica ininterrotta delle apparecchiature attraverso un'integrazione perfetta con gli elettrodomestici
- Rilevamento dei processi respiratori umani
- Rilevamento, registrazione e avviso di variazioni di umidità ambientale
- Soddisfare le richieste di elettricità di varie situazioni
Professoressa Weilin Chen ha detto, "Il messaggio più importante è che la generazione continua di energia utilizzando l'umidità atmosferica è stata ottenuta attraverso la progettazione e la modifica dei nanomateriali POM, e il meccanismo di generazione di energia tramite umidità atmosferica è stato profondamente compreso utilizzando le caratteristiche dei nanomateriali POM".
Il team mira ad acquisire una comprensione completa del processo di generazione di energia tramite l'umidità atmosferica. Pertanto, guardano avanti nel migliorare l'efficienza del generatore ottimizzando e selezionando i materiali.
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“L’obiettivo finale è raggiungere l’uso efficiente dei generatori di umidità per promuovere lo sviluppo sostenibile dell’energia e dell’ambiente esplorando il meccanismo che ottimizza l’efficienza del generatore di umidità”, ha aggiunto il professor Chen.
Fonte Poliossometallati per la generazione continua di energia mediante umidità atmosferica
