Zidovi bi u budućnosti mogli da dobiju još jednu funkciju. Istraživači su razvili eksperimentalnu papirnu oblogu za zid koja koristi vlagu iz vazduha u prostoriji za stvaranje male količine električne energije, a istovremeno može da doprinese regulisanju relativne vlažnosti.
Tapete koje stvaraju električnu energiju (Foto: Sean Choi - Binghamton University)
Rešenje je zasnovano na takozvanim generatorima električne energije iz vlage. Za razliku od ranijih uređaja namenjenih spoljašnjim uslovima, nova konstrukcija prilagođena je enterijeru, gde se relativna vlažnost uglavnom kreće između 30 i 60 odsto.
Dodatnu vlagu u prostoru stvaraju svakodnevne aktivnosti stanara, poput disanja, kuvanja i kupanja, što obezbeđuje stabilnije uslove za rad sistema.
Oglas
Tim koji predvodi profesor Seokheun Choi sa Univerziteta Binghamton osmislio je oblogu od papirnih modula dimenzija 2x2 centimetra. Svaki modul ima tri funkcionalne zone. Na njegovim rubovima nalazi se glicerol, koji privlači vodenu paru i pretvara je u vodu unutar materijala.
U srednjem delu je polivinilpirolidon (PVP), polimerni materijal sa sitnijim porama koji kapilarnim putem usmerava vlagu ka centru.
Središnja zona presvučena je voskom. On odbija vodu, ali omogućava isparavanje kroz mikropore, pa se uspostavlja neprekidan tok vlage – od ivica, gde se ona apsorbuje, ka sredini, gde ponovo prelazi u paru.
Upravo taj kontrolisani transport, zajedno sa razlikom u koncentraciji jona, stvara električni napon. Grafitne elektrode potom prikupljaju proizvedenu struju.
Ožičenje je postavljeno sa zadnje strane papirne obloge, kako bi prednja površina ostala prihvatljiva za primenu u enterijeru. Prototip je izrađen kombinovanjem štampe voskom, nanošenja materijala raspršivanjem, sitotiske i laserske obrade, a istraživači žele da ceo postupak prilagode štampi i proizvodnji u većem obimu.
Za sada su rezultati skromni, ali pokazuju potencijal koncepta. Jedan modul proizveo je približno 0,34 volti pri vlažnosti od 80 odsto, dok je niz od deset modula dostigao oko 2,9 volti. Veći sklop od 35 elemenata obezbedio je dovoljno energije da senzor vlažnosti radi približno 15 minuta.
Najveći testirani niz, sa 1.596 modula, ostvario je 3,5 volti pri relativnoj vlažnosti od oko 38 odsto, što je uz kondenzator bilo dovoljno za rad bežične tastature.
Pored proizvodnje energije, papirna obloga ponaša se i kao tampon za vlagu. U zatvorenoj komori 28 modula smanjilo je relativnu vlažnost sa 75 na 50 odsto za približno četiri minuta.
Kada su se elementi prethodno napunili vlagom, mogli su da podignu vlažnost suvog vazduha sa 15 na 20 odsto za oko 16 minuta. U prostoriji je veći prototip snizio vlažnost sa 38 na 32 odsto tokom 15 minuta.
Tehnologija je još u fazi dokazivanja koncepta i nije zamišljena kao zamena za mrežnu električnu energiju ili solarne panele. Njena realnija primena mogla bi biti napajanje senzora kvaliteta vazduha, bežičnih komunikacionih modula, pametnih sistema u zgradama i drugih uređaja male potrošnje.
Ako se potvrde dugotrajnost i mogućnost industrijske proizvodnje, zidne obloge mogle bi da postanu deo aktivnog omotača zgrade – površine koja prati uslove u prostoru, ublažava promene vlažnosti i obezbeđuje energiju za sopstvene senzore.
