Vibratiile create de picaturile care cad pe un material „sensibil” genereaza kilowati.
Cautand surse de energie nepoluante, oamenii de stiinta analizeaza de zor toate fenomenele naturii si incearca sa produca energie electrica in cele mai inedite moduri.
Abandonarea combustibililor fosili presupune folosirea eficienta a tuturor celorlalte optiuni, mai putin rentabile, dar aflate in cantitati nelimitate la indemana omului. Dupa utilizarea energiei apei, a vantului si a valurilor, a venit momentul sa „recoltam” si energia ploii. Patru francezi au deschis acest drum cu o folie de plastic si doi electrozi.
Cercetatorii nu s-au indoit niciodata ca energia cinetica a picaturilor de ploaie poate fi transformata in electricitate. Problema a fost, intotdeauna, eficienta procesului tehnologic ales. Cand insa metoda a rezultat dintr-un proces de imbunatatire a unor aparate de utilitate casnica precum cele de aer conditionat, curentul electric obtinut a fost considerat un „bonus” bine-venit.
Picaturile de apa care rezulta in urma racirii aerului dintr-o incapere provin din aburii expirati de oameni, plante si animale. Ventilatorul aparatului de aer conditionat antreneaza acesti aburi, ii condenseaza si apoi ii elimina in afara casei, sub forma de picaturi.
Zgomotul produs de caderea acestora trebuie sa fi bulversat deja visele a milioane de oameni, dar abia cand a deranjat un veritabil fizician s-a produs o inventie. Romain Guigon, un cercetator francez de la Institutul CEA Leti-Minatec, din Grenoble, a venit intr-o zi nervos la serviciu si a propus aceasta tema de cercetare: „Ce facem cu picaturile care cad din aparatul de aer conditionat?”.
Vibratiile produc miscarea electronilor
Trei dintre colegii sai, Jean-Jacques Chaillout, Thomas Jager si Ghislain Despesse, au interpretat gresit intrebarea si s-au apucat sa faca o lista cu metodele ce s-ar putea folosi pentru a recupera energia pierduta prin apa evacuata din incaperi. Fiind vorba de o curgere de apa, gandul le-a fugit intai catre o minihidrocentrala. Apa cade, invarte o rotita si produce curent. Dar intreruperile stricau jucaria, facand-o ineficienta. Daca ar fi putut transforma vibratia unui material elastic intr-o deplasare liniara a electronilor, s-ar fi obtinut un curent alternativ cat de cat acceptabil. Dar, pentru a „recolta” vibratia, era nevoie de un material special.
Curent electric prin deformare mecanica
Solutia aleasa de echipa lui Guigon se numeste PVDF (poli 1-1 difluoretena), un polimer recunoscut ca fiind foarte rezistent la solventi, folosit in industrie pentru a proteja diverse instalatii electrice impotriva mediilor acide sau bazice. Acest material are si o interesanta proprietate piezoelectrica: produce descarcari electrice atunci cand este deformat mecanic.
Cercetatorii din Grenoble au introdus niste electrozi intr-o folie de PVDF, groasa de numai 25 de micrometri. Apoi au „bombardat” folia cu picaturi de apa, de diverse marimi, de la 1 pana la 5 milimetri diametru.
Cand o picatura lovea folia, aceasta se deforma sub forta impactului si producea o mica descarcare electrica, sesizata de electrozi. Indesind picaturile, folia a produs destul curent cat sa aprinda un bec de o suta de wati! Masurand puterea electrica generata, oa-menii de stiinta au constatat ca picaturile mari produc fiecare cate 12 miliwati, ceea ce inseamna ca sunt necesare cam 10.000 de picaturi pentru a aprinde un bec puternic. Chiar si o ploaie slabuta, cu picaturi mici si incetinite de vant, poate sa produca un microwatt.
Fara zgomot si cu mari sperante
Romain Guigon a povestit reporterului de la revista americana „New Scientist” ca aceasta forma de energie este cat se poate de ecologica, intrucat nu produce emisii poluante sau gaze cu efect de sera. Dar, ce-i drept, necesita instalarea unor umbrele din PVDF in gradina, care ar produce curentul necesar frigiderului si catorva becuri pe timp de ploaie.
„Cam putin… Dar macar am scapat de picaturile de apa care ies din aparatul de aer conditionat. Am pus la punct un dispozitiv care transforma energia picaturii in curent electric, acesta incinge o sarma si apa este, din nou, vaporizata”, explica el amuzat. Dincolo de gluma, inventia francezilor a fost foarte bine primita de producatorii de panouri solare, care iau in serios acest fenomen, intrucat el poate asigura un curent minim, de intretinere, atunci cand ploua si instalatia de captare a energiei solare se opreste.
Ideea de a folosi folii transparente de PVDF in loc de sticla a deschis o intreaga linie de cercetare si oamenii de stiinta isi pun mari sperante in energia picaturilor de ploaie. Cu ajutorul ei, se pot alimenta mici dispozitive electrice de supraveghere sau orice alte aparate cu consum redus.
Oscilatiile armonizate ar fi mai eficiente
Profesorul de mecanica Dan Inman, seful Centrului de Cercetare a Materialelor Inteligente din cadrul Universitatii din Virginia, spune ca cei patru francezi nu trebuie sa se lase descurajati de rezultatele, aparent slabe, obtinute la primele masuratori.
„Au nevoie de un mic program computerizat, care sa armonizeze miscarea foliei cu intensitatea ploii, astfel incat sa stoarca maximum de curent din inventia lor. Sunt convins ca ar obtine rezultate demne de pus in practica, intrucat energia picaturilor de ploaie ce cad pe un metru patrat de suprafata este mult mai mare decat curentul obtinut de ei.
Fiind o singura folie, vibratiile produse de o picatura sunt brusc intrerupte de o alta, care cade in apropiere. Aici au o problema de rezolvat, dar ideea este foarte interesanta. O umbrela cu lanterna, de pilda, m-ar interesa si pe mine”, spune profesorul Inman.
Sursa: Adevarul
