Учёные научились добывать энергию из испарения воды и спор бактерий

Учёные из Колумбийского университета изготовили прототипы двух устройств, работающих при помощи воды и спор бактерий. Первое устройство — поршневой генератор электрической энергии, а второе — вращающаяся турбина.

Ведуший автор работы, Озгур Сахин, помощник профессора в университете, использовал при создании прототипов тот факт, что споры бактерий при поглощении воды достаточно сильно разбухают, а при высыхании — съёживаются. Удельная сила, которая развивается при этом, достаточно велика.

Для создания поршневого двигателя Сахин использовал полиэтиленовые полоски, на которые с двух сторон точечно наносятся споры. При этом пятна спор наносятся на полоски в шахматном порядке — так, чтобы на местах промежутков между пятнами с одной стороны находились пятна с другой стороны.

В результате, при высыхании спор пятна начинают сокращаться и изгибают полоски, придавая им волнообразную форму. Сокращаясь, полоска способна тянуть полезную нагрузку. Увлажняясь, пятна расширяются и удлиняют полоску. В итоге устройство представляет собой искусственную мышцу, работа которой контролируется влажностью.

Разместив несколько десятков таких полосок внутри пластикового корпуса, учёные получили рабочий прототип устройства. Корпус плавает в воде, а в его центре расположен впитывающий материал, прикрытый шторками, к которым подсоединены полоски.

Увлажняясь, полоски распрямляются и открывают шторки, обнажая материал. В результате он высыхает, влажность падает, и шторки закрываются. Соединив движущуюся часть устройства с электрогенератором, исследователи получили достаточно энергии для подпитки светодиода. Таким образом энергия испарения воды преобразуется в электрическую.

Для создания двигателя вращения учёные приклеили полоски одним концом к колесу. Споры на этот раз были нанесены на полоски с одной стороны. Попадая в сухую среду, полоски изгибаются. Если они попадают во влажную среду, полоски распрямляются.

Если насадить такое колесо на вал, и обеспечить влажную среду с одной стороны, и сухую — с другой, полоски с одной стороны колеса будут распрямляться, а с другой — сокращаться, создавая постоянный дисбаланс. Такая схема напоминает известный проект вечного двигателя — но, в отличие от него, действительно работает. На её основе учёные сделали игрушечную машинку, которая вполне успешно перемещается.

Учёные уверены, что усовершенствованные и большие версии таких механизмов в принципе могут обеспечить создание экологически чистой энергии. Другие примеры использования воды для получения энергии, это: расщепление с получением водорода, использование энергии течений, приливные электростанции.