Comments 69
Думаю, проблема еще в том что эти нанострукуры быстро забьются пылью и деградируют.
Вполне может быть так. Это надо будет проверить после нескольких лет работы этих устройств.
Возможно, хватит несколько часов в пыльной камере.
Уже было много странных работ которые обещали чудо вот-вот, недавно был хайп вокруг неинерциального двигателя(EmDrive) или как-то так, который должен был создавать тягу не реактивным движение. Опять же чем закончился хайп вокруг анализа одной капли крови(Theranos) (тюремными сроками и сериалом на нетфликсе). Много что бы открыто случайно. Не припомню случаев когда что-то работало, но ему не было объяснения (не говорю что такого не было, говорю что я не знаю таких случаев, если кто-то приведет примеры буду рад узнать новое).
EmDrive был практически наверняка нерабочим, основные усилия прилагались для того, чтобы определить тот неучтенный эффект, заставляющий думать, что там не соблюдается энергетический баланс.
Theranos был чудовищным скамом, очевидным любому магистру в биотехе, хоть раз сидевшему за хроматографом или красившему клетки антителами. Но включилась неумолимая вера в чудеса, которая сразу же проявляется и здесь на Хабре в комментариях, когда говоришь, что физически невозможно что-то сделать из-за законов природы - сразу же идут в ход железные аргументы "ну в XIX веке мы ездили на телегах, а сейчас на электромобилях" оказалась сильнее аргументов знающих людей, и отравленное дерево стало расти, пока по отсутствию плодов не поняли все - и инвесторы, и обываетли, и судья.
А здесь как раз очень подробно раздолбали именно фундаментальные аспекты этого эффекта. Так что я вижу проблемы только в масштабировании и технических проблемах. Например
Они не зависят от площади панели или площади лопасти генератора: весь процесс происходит внутри, на микроуровне. Если вы живете в квартире, особенно во влажном климате, это может быть отличный шанс стать энергонезависимыми.
- я бы как раз наоборот, строил из этого материала поля и лопасти. Стохастические процессы будут очень сильно зависеть именно от площади контакта с объемом воздуха, содержащего влагу. Поэтому когда вы строите технологии, основанные на стохастических процессах (например, теплообменники), у вас всегда идут несколько уровней эффективности: а) пассивное устройство (есть площадь, есть объем, куда оно отдает тепло или массу, остальное делает диффузия; это нагревающий элемент, электрод); б) устройство с активным перемешиванием объема (вы перемешиваете жидкость в химическом аппарате, да даже чай в кружке - смываете в единицу времени больше концентрата чая из чаинок и сахара из кубика; вы продуваете через нагревающийся элемент воздух для его охлаждения - привет кулеру процессора); в) устройство с активным перемешиванием и отведением рабочего тела (например, автомобильный радиатор с включенным вентилятором и открытым термостатом). Отводить рабочее тело (менять твердый наноматериал) мы в принципе не можем, так что активный обдув для ускорения обмена влагой с воздухом - единственный путь оптимизации.
Из описания не понял одного, как соблюдается закон сохранения энергии. Перенос протона и прочее это конечно хорошо, но откуда откачивается энергия? Если выкопать большую яму рядом с озером, то под действием гравитации туда будет сливаться вода вода и пока она сливается можно вырабатывать электричество. Что делать когда яма наполнилась? Отсюда очень много вопросов. Так то и элемент Пельтье работает очень неплохо, до тех пор пока есть разность теплового потенциала. Но вы же понимаете что поставить холодильник, обложить его стенки элементами Пельтье и запитать от них компрессор не получится, ну как получится, только работать не будет, в лучшем случае получите аналог маятника.
Я рискну предположить, что депротонирование носит такой же "насыщательный" характер: энное количество молекул депротонируется, а потом все каналы станут положительно заряженными и например уже не будут выпускать депротонированные молекулы воды из-за кулоновских взаимодействий. То есть, это "губка", из которой нужно либо принудительно выгонять воздух, либо переключаться между модулями, пока насосавшийся зарядов и разряженный заряжается снова. И тут уже писали, что вряд ли эта борода будет работать в большом масштабе, потому что диффузия воздуха будет происходить неглубоко в материал, так что либо принудительная подача воздуха, либо сверхтонкие листы чудовищных площадей.
Ну а далее проблемы с запылением, переработка идеи в стерильный замкнутый сосуд с закачиванием подготовленного воздуха, что едва окупается по энергии и вообще какой-то очень сложный способ получения электричества, давайте и дальше перегораживать реки и греть урановые чайники.
Вследствие депротонирования эти молекулы воды превращаются в гидроксидный ион, ОН-. А полученный протон присоединяется к другой молекуле воды (протонирует ее) с образованием иона гидрония, H3O+
Достаточно мутная схема, в общем. Иллюзия "энергии из ниоткуда" скорее всего возникает на ограниченном отрезке времени из-за незамкнутости системы.
Странно, что не упомянули наиболее востребованное именно для данной технологии применение - получение пресной воды на побережьях пустынь. Устройство, которое способно выдавать одновременно воду и электричество - это ж мечта для засушливых стран, имеющих морские побережья.
Чисто практически - это просто ещё одна технология, которая ждёт удешевления производства наноматериалов. Вместе с нанотрубочными канатами для орбитальных лифтов и всевозможных графеновых материалов и изделий, чудо-свойства которых постоянно обнаруживают в разных отраслях.
Чисто практически - это просто ещё одна технология, которая ждёт удешевления
А также объяснения, как оно обходит второе начало термодинамики.
которое может стать будущим энергетики
Люблю такие заголовки. А может и не стать. Но ведь в любом случае не соврали — могло, но не шмогло!
Вообще-то, влажность воздуха - это результат преобразования солнечной энергии. Очевидно, что прямое преобразование солнечной энергии позволяет получить больше энергии , чем через промежуточное преобразование во влажный воздух.
Кроме того, какая влажность воздуха при отрицательной температуре?
Очевидно, такой источник зимой никакой энергии не даст, а солнечная батарея работает и зимой.
.
Никому не нужен универсальный источник энергии, который более-менее работает всегда. Всем нужны эффективные специализированные устройства.
Гидроэлектростанция не работает в пустыне. И что, это плохой источник энергии? Гидротермальная электростанция не работает без подземных источников. Приливная не работает в Москве, солнечная хоть сработает зимой в Якутии, но сработает плохо, газ дешевле. Атомные не очень подходят для зоны землетрясений. И т.п.
Очевидно
Нет, не очевидно. Можно в цифрах? Ночью, например.
Никому не нужен универсальный источник энергии, который более-менее работает всегда. Всем нужны эффективные специализированные устройства.
Дизель-генератор горько заплакал в сторонке.
Нет, не очевидно. Можно в цифрах? Ночью, например.
Т.е. вы полагаете что это таки универсальный источник энергии, который более-менее работает всегда?
Дизель-генератор и есть специализированное устройство. Отлично работает в тайге зимой, но редко полезен в центре Москвы (слишком дорого).
Т.е. вы полагаете что это таки универсальный источник энергии, который более-менее работает всегда?
Нет, я полагаю, что претензии к неработоспособности зимой неуместны, если есть хотя бы один набор условий, при которых этот источник удобнее/дешевле/проще/эффективнее всех других.
Оффтоп:
Дизель-генератор и есть специализированное устройство. Отлично работает в тайге зимой, но редко полезен в центре Москвы (слишком дорого).
Вам накидать фотографий дизель-генераторов из центра Москвы? Они тут возле каждого второго учреждения стоят, и даже по паре раз в квартал запускаются (так уж получилось, что я работаю в упомянутом "центре Москвы", и перебои с электричеством для меня критичны - даже СМС получаю вида "Авария на вводе2. Запущен РДГ-1"), хотя и ИБП есть на пару сот кВт, и резервирование с разных подстанций, однако дизель-генератор - как раз тот самый универсальный источник электроэнергии, который при практически любых прочих условиях обеспечит питание.
Кроме того, какая влажность воздуха при отрицательной температуре?
Вы не поверите.
Hidden text
По оси X - температура, по оси Y - относительная влажность.
В данном аспекте возникла путаница в терминологии.
Я под влажностью имел ввиду абсолютное количество воды в воздухе, а Вы говорите об измерении влажности - а это относительная величина.
Поэтому уточню свой комментарий . Зимой в воздухе нет влаги, поэтому устройство не будет работать.
Я под влажностью имел ввиду абсолютное количество воды в воздухе,
А я по-вашему какую таблицу предоставил?
При -10гр.Ц при 100% влажности будет 2.1 грамма воды в 1 кубометре воздуха.
Ну справедливости ради - вы лишь подтвердили слова вашего собеседника выше.
30 гр при +30 и 2 гр при -10.
Да и вообще, сложно что либо объективно подчеркнуть из такой таблицы. Вы аппелируете к данным при 100% влажности, но где ей взяться при отсутствующих открытых источниках воды?
Он не подтвердил, он дал ответ на вопрос. И апелляции тут нет, он привёл пример. Все остальные цифры есть в таблице.
Само по себе утверждение "влаги мало, у устройства будут проблемы" верное. Но изначально же комментатор спросил "сколько". Ему ответили, сколько конкретно.
Вы аппелируете к данным при 100% влажности, но где ей взяться при отсутствующих открытых источниках воды?
Большинство населения планеты живёт возле открытых источников воды
Да, давайте теперь забудем, что "устройство" изначально выдавало какие-то микроватты и будем говорить - нуууууу, 100% влажности нигде не бывает.
сложно что либо объективно подчеркнуть из такой таблицы
Это справочные, наиобъективнейшие данные на свете.
Если вы до сих пор не знали, что такое относительная влажность, давайте расскажу: это то количество влаги, которое не будет выпадать из воздуха при данной температуре.
Зачем тут температура? Потому что чем выше температура, тем активнее двигаются молекулы газов, и тем больше воды могут в себе растворить, в точности как горячий чай растворяет сахар, а холодный хуже.
где ей взяться при отсутствующих открытых источниках воды
Боже, при чем тут вообще это? У вас теплый воздух прошел над океаном, через 1500 км над континентом остыл и выпал дождем, это и есть 100% влажность! Если бы дело было только в близости к воде, то в Сахаре и Руб-эль-хали всегда были бы дожди, а в Красноярске никогда не было.
зимой устройство можно поместить в теплое помещение. Или вообще, учитывая теоретические 10 кватт, оно само себя сможет подогревать достаточно, главное хорошо утеплить.
Судя по тому, что технология пока не до конца изучена (и еще есть вероятность скама), я бы поостерегся что-либо утверждать. Тем более такие прямо непродуманные утверждения
А теперь забываем ту чушь, которую преподают в школе, мол, вода выше 100 пар, а ниже 0 - лед, и открываем для себя удивительный мир фазовых диаграмм:
И тут мы видим, что существует сублимация (это не из психологии термин, если что) и возгонка, работающие как раз на границе Т-Г вплоть до сильно отрицательных температур. Белье на морозах вполне себе сушится на улице.
И еще фан-факт до кучи: это нам очень повезло как живому на Земле, что вода обладает графиком в виде вот такой буквы "У", у многих (если не большинства, но врать не буду) веществ левая граница Т-Ж тоже наклонена "вперед", как и правая ( то есть /, а не \). Это означает, что при повышении давления при той же температуре вещество спрессовывается и кристаллизуется. А вода в этом плане контринтуитивна, и поэтому зимой море не замерзает на дне под собственным чудовищным давлением (да, тут плотность льда важна, но и это играет роль).
Очевидно, что прямое преобразование солнечной энергии позволяет получить больше энергии , чем через промежуточное преобразование во влажный воздух.
Гидроэлектростанция — работает через промежуточное преобразование во влажный воздух. Вы утверждаете, что солнечные панели эффективнее ГЭС?
Если скажем солнечную панель сделать по площади равной бассейну реки с ГЭС - оооочень не исключено
Очевидно, что прямое преобразование солнечной энергии позволяет получить больше энергии , чем через промежуточное преобразование во влажный воздух.
Гидроэлектростанция — работает через промежуточное преобразование во влажный воздух. Вы утверждаете, что солнечные панели эффективнее ГЭС?
Это ж надо так АДСКИ все переврать!
Что говорит человек: если в технологическую цепочку "Свет - фотоэлементы" добавить еще одну операцию (а у нее КПД априори менее единицы), то общий КПД системы снизится.
В чем ваше передергивание:
Вы сравниваете изначально неравные технологии. В любых других способах генерации есть электрогенератор (вроде как, звено потери КПД). Солнечная энергия обходится без него, прямо вырабатывая электричество на фотоэлементах. Но зато есть множество путей потерь, свойственных только фотоэлементам (от их качества, то есть КПД самого процесса в полупроводниках, до чисто технических - непрямой угол падения света, облачность, запыление и т.д.);
Гидроэлектростанция — работает через промежуточное преобразование во влажный воздух - чиииииивоооооо??? Где там влажный воздух??? У вас генератор крутят потоки жидкой воды! Может, вы про АЭС или ТЭС хотели сказать?
Если вы про подогрев воды до парообразования, то увы, пар - это не "влажный воздух", это обычно перегретая среда под давлением с совершенно иными характеристиками, чем свободно диффундирующий влажный воздух в обсуждаемых наноматериалах. Перегретый пар под давлением несет огромную энергию для вращения турбин, да, это звено с потерей КПД, но совершенно несравнимы энергии, генерируемые им и влажным воздухом на нанопорах. И тем более нельзя его сравнивать с солнечными панелями, потому что в солнечной генерации вы выбрасываете эту технологическую операцию целиком (см. выше).
Вам просто Бриллиантовая сова по демагогии.
Что говорит человек: если в технологическую цепочку "Свет - фотоэлементы" добавить еще одну операцию (а у нее КПД априори менее единицы), то общий КПД системы снизится.
Человек говорит, что фотоэлементы эффективнее испарения воды. Там не добавляется дополнительная операция. Там свет преобразуется вообще другим путём. Так же как и в случае ГЭС
Вы сравниваете изначально неравные технологии.
Я сравниваю те же технологии, что и коллега. Испарение воды солнечным светом против внутреннего фотоэффекта от солнечного-же света.
Гидроэлектростанция — работает через промежуточное преобразование во влажный воздух - чиииииивоооооо??? Где там влажный воздух??? У вас генератор крутят потоки жидкой воды! Может, вы про АЭС или ТЭС хотели сказать?
Чтобы вода в ГЭС крутила генератор, она сначала должна подняться выше этого генератора. Накопить потенциальную энергию, говоря физическим языком. Энергия эта берётся из солнечного света. Солнышко греет воду, она испаряется (увлажняя воздух), собирается в облака, выпадает дождём выше ГЭС, течёт вниз и крутит турбину (@nikolz этот ответ и вам тоже). В случае изобретения из статьи, цепочка просто короче.
Вы ошибаетесь. Гидроэлектростанция работает за счет гравитации и накопленной потенциальной энергии воды в водохранилище.
Цитата из Вики:
Гидроэлектроста́нция (ГЭС) — электростанция, использующая в качестве источника энергии движение водных масс в русловых водотоках и приливных движениях; вид гидротехнического сооружения. Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и возможно большие уклоны реки.
По принципу это та же гидроэлектроэнергия. Только теперь вместо огромной дамбы её способен вырабатывать крошечный девайс размерами меньше смартфона.
И в очередной раз ученые изнасиловали журналистов.
Тут встает вопрос, почему бы не заряжать подобные девайсы от энергии Солнца? Мы уже умеем изготавливать солнечные батареи (что 50 лет назад, кстати, тоже казалось научной фантастикой).
К слову говоря, 65 лет назад уже были запущены спутники с солнечными батареями. О какой фантастике идет речь?
"На данный момент устройство производит примерно один микроватт электричества... "
В статье говорится о токе в 1 nА при напряжении 80 мB. Это не микроватт, а в миллион раз меньше.
В статье сказано, что данный метод, называемый авторами Air-gen, имеет более низкую выходную мощность уровня мкВт на см2.
Для справки , солнечная батарея имеет выходную мощность уровня 100000 мкВт на см2
Учитывая микроваттную мощность - авторы вполне могли словить энергию ТВ- или радио-волн, которая как-то выпрямилась на их наноструктурах. Хотелось бы посмотреть на результаты эксперимента в клетке Фарадея.
Тесла искал способы собирать атмосферное электричество. Возможна свою башню делал чтоб делать пробой и ловить молнии.
В то же время, если генерация 10 киловатт-часов — это правда, то это примерно как 24 солнечные панели, которые обычно занимают 46 м2 пространства и стоят 20-28 тысяч долларов
Это не 10 квч , а 10 киловатт солнечных батарей . И сгенерируют 10 киловатт часов они всего за час солнечного дня.
А куда денется влага из этих нанофиговин за те-же деньги - непонятно. Цирк какой-то...
GPT делает меня ленивым. :)
Для ленивых, как я:
Новаторское открытие в области энергетики: генерацию энергии из воздуха, случайно обнаруженную учеными из Массачусетского университета в Амхерсте.
Исследователи, изначально создававшие новый датчик влажности, обнаружили, что их устройство генерирует электричество, когда в нем происходит депротонирование молекул воды.
Этот процесс приводит к возникновению электрического заряда в наноструктурах устройства, делая его похожим на твердотельную батарею, заряжающуюся от воздуха.
Португальская компания CascataChuva уже пытается коммерциализировать эту технологию.
На данный момент устройство производит около одного микроватта электричества, что достаточно для питания одного пикселя на светодиодном экране.
Теоретически, соединив несколько таких устройств, можно обеспечить энергией более значительные объекты.
Также, обсуждаются потенциальные применения и проблемы этой технологии, включая её эффективность, стоимость и прочность. Хотя она еще находится в зачаточном состоянии, её потенциал делает её перспективным направлением в области возобновляемой энергетики.
24 солнечные панели никак не стоят 20-28 тысяч долларов, откуда такую цену насчитали? Панель 22% эффективности нынче от 100 до 200 долларов можно взять, без поисков. Поискав можно и дешевле найти. Может они еще и инвертор и батареи в цену включили?
Так и не смог понять, откуда у данного процесса непрерывность!?
Вот имеем пластинку, с одной стороны которой внешняя среда, с другой герметичная внутренняя емкость. Процесс абсорбции будет идти пока влажность между этими средами будет разной, т.е. пока внутри будет суше чем снаружи.. что не может быть бесконечным, как только влага проникнет внутрь, влажность там повысится, выровняется и процесс остановится.
Чтобы высушить емкость, нужно будет приложить усилия, скорее всего на порядки больше чем энергии можно будет добыть.
Так и не смог понять, откуда у данного процесса непрерывность
А её там и нету :) Это топливный элемент смешной мощности, расходующий, с одной стороны, эту нанопипиську, а с другой — атмосферную влагу (и ещё и немасштабируемый, потому что влага глубже пары миллиметров в материал не заглубится, сожрётся раньше).
Возможно, оно может на колебания влаги туда-сюда отзываться, но с таким же успехом делались часы, работавшие от суточных колебаний температуры и прочие гаджеты, и «будущим энергетики» они таки не стали :)
Даже странно, откуда у них такая эмоциональная реакция на ЭДС в отключенном датчике, они его в магазине купили и не знают, как он работает? Похоже, умный чукча (да простят меня…) не просто розетку купил, а ещё и стартап по торговле оными мутит :-D
Кстати, генератор от обратного процесса (испарения воды) давно существует — «пьющая птичка» называется :)
в самом начале статьи же написано - "Поскольку в верхней части трубки, которая шире, чем нижняя часть, перемещается больше молекул"... это трубка... а откуда вы взяли "герметичную внутреннюю емкость"?
из абстракта оригинального документа
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.202300748
The top exposed interface experiences this dynamic interaction more than the bottom sealed interface in a thin-film device structure
----------------
Моя ошибка! В прошлый раз я бегло листал статью, там неудачно перенесенная на вторую страницу фраза говорила об окончании генерации, но если прочитать всю фразу с первой страницы, то все становится интересно.
Конец первой страницы начало второй:
Importantly, the adsorption gradient maintained over time (e.g., beyond a 10-month test window), showing a sustainable mechanism. This is inherently different from energy releasing in other devices, in which the temporary adsorption gradient disappeared This is inherently different from energy releasing in other devices, in which the temporary adsorption gradient disappeared
when the initially dehydrated materials reached full adsorption and the energy output ceased.
Что же они открыли, откуда эта разность, сохраняющаяся дольше 10-месячного теста!
Случайное открытие, которое может стать будущим энергетики
А может и не стать. Такой заголовок однако :) Но статья об очередном прорыве в энергетике радует, а то как-то давно не было, я уже даже беспокоиться начал.
Наука здесь очень сложна, и пока не исследована
Другими словами - мы продаём вам воздух, в прямом и переносном смысле. И какая-то каскАта чУва это дело коммерциализирует. Прикручивает туда солнечные батареи и продаёт выработанную солнцем энергию как мега-открытие чего-то нового.
Итого - реклама очередного безумного стартапа, использующая людскую глупость, выражающуюся в желании видеть чудеса там, где их нет.
Как реклама - эффективно. Привлекаем внимание и получаем бесплатные репосты (и много). Как технология - просто солнечные батареи. Всё остальное - для привлечения внимания.
Я так и не понял как это использовать. Вот начал этот прибор сосать влагу, вырабатывает электричество, через какое-то время он наконец насосался, стал мокрым и перестал работать.
А дальше что, ждать пока он на солнышке просохнет сам по себе? Или класть в духовку чтобы просушился? Или это аварийная сухая батарея, при распечатывании от влаги включается?
Наблюдение: если значимая часть публикации посвящена потенциальному применению созданного на новом принципе устройства с привычным назначением, то устройства скорее всего не появится.
Потому что, если я действительно что-то сделал - я буду рассказывать о том, как это работает. Какова физика процесса. Какие выходные параметры, ресурс, условия работы.
А как применить "вечный источник энергии" или "новый более экономичный двигатель" - пусть разбираются те, кто этим профессионально занимается.
Прочитал статью сначала скептически улыбнулся, но подумав немного — необходимо просчитать эффект от модернизации турбин на ГРЭС по этой технологии, возможно будет увеличение КПД и мы не будем зависеть от изготовителей турбин?
Скорее всего, устройство будет работать пока поры не заполнятся молекулами воды (поглощать воду бесконечно никакой материал не сможет). Т.е. мы имеем не вечный источник энергии, а аккумулятор, который нужно осушать, чтобы зарядить, например, нагреванием.
Можно соорудить нечто подобное из силикагеля, который нагревается поглощая влагу, с термоэлементом или низкотемпературным двигателем Стирлинга с генератором.
Силикагель тоже нужно будет "заряжать", высушивая при температуре 120 гр и, следовательно, затрачивая на это энергию.
В лучшем случае, имеем что-то вроде эффекта Квинке (обратный электроосмос). Еще чем-то напомнило концентрационный гальванический элемент.
Кстати, помнится где-то видел вечные наручные часы на элементе Пельтье, которые работали от тепла руки.
Из эксперимента можно сделать 2 предположения: 1. структура является катализатором выделения энергии из воды в воздухе; 2. с точностью наоборот наноструктура имеет ненулевую потенциальную энергию во влажной среде и соответственно выделяет ее деградируя. Кому какой вариант больше нравится?
Случайное открытие, которое может стать будущим энергетики