Znanstvenici u Hong Kongu i Kini predložili su kreativan način za stvaranje obnovljive energije—upotrebom klasične figurice “ptice koja pije” koja bi mogla izgledati kao uspomena na sat fizike u srednjoj školi.
Iznijeli su svoj pristup u nova studija objavljen u četvrtak u internetskom časopisu Device. S “pticom pitkicom” kao generatorom, znanstvenici su rekli da su uspjeli uspješno iskoristiti energiju stvorenu prirodnim procesom isparavanja vode i pretvoriti je u električnu energiju. Prema studiji, ovaj sustav “ptice za piće” u konačnici je uspio proizvesti izlazni napon veći od 100 V, što ga izdvaja od ostalih studija koje pokušavaju istražiti učinkovitost isparavanja vode kao čistog izvora energije.
To je inovativna ideja koja sugerira prilično osnovni mehanizam pretvorbe energije — u ovom slučaju, onaj koji pretvara toplinsku energiju u mehaničku energiju — može sakupiti energiju oslobođenu isparavanjem vode koristeći vlastitu latentnu toplinu isparavanja i nešto što se naziva triboelektrični učinak. To je prijenos električnih naboja koji se događa između dva objekta kada se dodiruju ili klize jedan o drugi.
Autori studije rekli su da njihovo istraživanje “pruža praktičnu metodu za napajanje malih elektroničkih uređaja korištenjem energije isparavanja”.
“Triboelektrični hidronaponski generator ptica za piće nudi jedinstveno sredstvo za napajanje male elektronike u ambijentalnim uvjetima, koristeći vodu kao lako dostupan izvor goriva”, rekao je Hao Wu, profesor na Tehnološkom sveučilištu Južne Kine koji je koautor studije, u izjava. “Još uvijek sam iznenađen i uzbuđen kada svjedočim stvarnim rezultatima.”
“Ptica koja pije” je nastavni alat koji se neko vrijeme često pojavljivao na ranim satovima fizike, jer se koristio za demonstraciju osnova termodinamike, koja se usredotočuje na odnose između topline i drugih temeljnih oblika energije. Kada bi se stavila iza šalice s vodom, ptica, s glavom u početku natopljenom vodom, na kraju bi se nagnula prema naprijed preko ruba i činilo bi se da “pije” iz šalice, prije nego što bi se zanjihala natrag u uspravni položaj i zatim ponovno ponovila isti obrazac pokreta.
Iako je na neki način izgledala poput igračke, učenici su saznali da je “ptica pijka” zapravo pojednostavljeni toplinski stroj. Aparat se oslanjao na gravitacijske pomake i niz termodinamičkih procesa, uključujući isparavanje, temperaturne pomake i naknadne promjene tlaka kako bi katalizirao i održao vlastito kretanje. Kako bi to učinila, “ptica koja pije” koristila je različite tipove energije iz svakog od tih procesa i pretvarala ih u mehaničku energiju koja joj je bila potrebna za njihanje naprijed-natrag.
“Ptica koja pije” u modelu obnovljive energije znanstvenika funkcionira na sličan način, a ponašanje uređaja samo po sebi uvijek je odražavalo organsko ponašanje koje se događa na Zemlji. Ako se neobičan model poput ovog pokaže učinkovitim, prilike za proizvodnju električne energije mogle bi biti ogromne. Proizvodnja energije putem prirodnog isparavanja vode jednaka je otprilike polovici energije koja se globalno apsorbira kroz sunčevu svjetlost, a, kako studija ističe, proces organskog isparavanja uključuje neke od “najznačajnijih količina prijenosa energije” na planetu.
Drugi u znanstvenoj zajednici godinama su istraživali potencijalnu vrijednost iskorištavanja snage prirodnog isparavanja, s još jednim izvješćem objavljenim u časopisu Nature Communications u 2017. priznajući masivnost protoka energije uključenog u procese isparavanja diljem svijeta. Različite istraživačke skupine predložile su različite metode za korištenje isparavanja kao čistog izvora energije, a neke su ponudile kreativne prijedloge — poput onog koji uključuje transpiracija stabla— smanjiti troškove i poboljšati proizvodnju električne energije, a pritom ostati obnovljiv.
Za njihovu sljedeću fazu istraživanja, Wu je rekao da će on i njegovi kolege dizajnirati skrojenu “pticu za piće” za korištenje u dodatnom testu, umjesto korištenja komercijalne brojke.
“Osim toga, istražit ćemo različite mogućnosti primjene za ovaj uređaj”, rekao je Zuankai Wang, profesor na Politehničkom sveučilištu Hong Kiong i jedan od koautora studije, u drugoj izjavi. Rekao je da je njihov cilj isporučiti “praktičan proizvod koji se može koristiti u svakodnevnom životu”.
