Technologia pozyskująca nieograniczoną energię z otaczającego nas powietrza
Aby zaspokoić potrzeby społeczeństwa, zamiast polegać wyłącznie na energii słonecznej i wiatrowej, środowisko naukowe i przemysł wykorzystują obfity zasób naturalny — wilgoć atmosferyczną — czyli niewidoczną parę wodną, która już znajduje się w powietrzu, którym oddychamy. Jednak bezpośrednie przekształcanie wilgoci pobranej z powietrza w energię elektryczną wiąże się z pewnymi wyzwaniami.
Wykorzystanie nowego źródła energii odnawialnej
Aby pokonać te przeszkody, w ramach projektu CATCHER(odnośnik otworzy się w nowym oknie), wspieranego przez Europejską Radę ds. Innowacji(odnośnik otworzy się w nowym oknie), udoskonalono wcześniej opracowaną technologię zamieniającą wilgoć atmosferyczną w energię elektryczną. Ta technologia przekształcania wilgoci w energię elektryczną jest teraz o krok bliżej do wdrożenia na większą skalę z wykorzystaniem dużej liczby pojedynczych konwerterów. Po zakończeniu prac zostanie ona zintegrowana z europejską siecią energetyczną w celu zaspokajania codziennego zapotrzebowania na energię. „Szerszą potrzebą było ustalenie wiarygodnej ścieżki ku przyszłej, autonomicznej technologii konwersji wilgoci na energię elektryczną oraz uzupełnienie konwencjonalnych technologii, takich jak energia słoneczna i wiatrowa”, komentuje koordynatorka projektu Svitlana Lyubchyk(odnośnik otworzy się w nowym oknie), adiunktka w COFAC/Uniwersytet Lusófona w Portugalii. Podkreśla ona, jak ważna jest skala samego zasobu. Pojedyncze urządzenie może pozyskać tylko niewielką ilość energii na raz. Jednak wilgoć w powietrzu występuje wszędzie na Ziemi i jest nieustannie uzupełniana przez naturę. Nowa technologia może być stosowana wszędzie, umożliwiając czerpanie z ogromnych, niewyczerpanych zasobów energii. Wilgoć atmosferyczna ma potencjał, by stać się kolejnym wielkim źródłem czystej energii. „Z naszych szacunków wynika, że energia związana z adsorpcją wody z atmosfery odpowiada około 50-krotności obecnego rocznego globalnego zużycia energii”, wyjaśnia Lyubchyk. „Jest to teoretyczny pułap zasobów, który plasuje wilgoć atmosferyczną wśród największych zasobów odnawialnych na świecie, porównywalnych pod względem skali z energią wiatrową i przewyższających inne zasoby odnawialne już wykorzystywane komercyjnie”.
Rozszerzanie możliwości przetwarzania wilgoci na energię elektryczną
Partnerzy projektu CATCHER zoptymalizowali poszczególne jednostki przetwarzające wilgoć na energię elektryczną i zademonstrowali ponad 9000 godzin ciągłej pracy bez spadku wydajności, w tym podczas testów w warunkach zmiennej temperatury i wilgotności. Stworzyli skalowalną architekturę zarządzania energią elektryczną i mocą, umożliwiającą łączenie wielu konwerterów. Naukowcy teraz znacznie lepiej rozumieją mechanizmy rządzące przetwarzaniem wilgoci na energię elektryczną. Ich prace rzuciły światło na to, w jaki sposób otwory o różnych rozmiarach wewnątrz konwertera współdziałają, aby wyciągnąć z powietrza energię elektryczną. Ustalili również optymalny sposób działania tych konwerterów, co ma kluczowe znaczenie dla projektowania bardziej wydajnych układów elektronicznych służących do pozyskiwania energii i zarządzania zasilaniem. Mimo że projekt CATCHER stanowi kolejny znaczący krok w kierunku stworzenia autonomicznego systemu zdolnego do przekształcania wilgoci atmosferycznej w użyteczną energię elektryczną, to praca nad nim jest daleka od zakończenia. Konsorcjum planuje kontynuować prace nad konwersją wilgoci w energię elektryczną. Technologia ta pomimo ostatnich postępów wciąż znajduje się we wczesnej fazie rozwoju.
Przełom w dziedzinie energii odnawialnej
Ostatecznym celem jest dostarczenie łatwego w obsłudze, w pełni nadającego się do recyklingu rozwiązania energetycznego, działającego przez całą dobę, codziennie, które można dostosować do szerokiego zakresu środowisk — od wielkoskalowych elektrowni po gospodarstwa domowe. Oczekiwanym długoterminowym efektem będzie czyste i przystępne cenowo źródło energii odnawialnej, które będzie funkcjonować równolegle z obecnymi systemami energetycznymi i pozwoli zarówno zakładom, jak i gospodarstwom domowym na samodzielne wytwarzanie własnej energii elektrycznej w dowolnym miejscu na świecie. „Ten przełomowy nowy produkt, zdolny do uzupełnienia istniejących technologii i sprostania poważnym wyzwaniom w zakresie efektywności energetycznej, wzmocni europejski rynek energii odnawialnej i zdecentralizowanej”, podsumowuje Lyubchyk. „Przyczyni się to do realizacji celu UE, jakim jest stworzenie systemu energetycznego opartego w całości na odnawialnych źródłach energii do 2050 roku”.
