Elektromosság a levegőből

Ha sikerülne hasznosítani azt a természetes elektromos energiát, amit a vízpára gyűjt össze a levegőben található por és egyéb anyagok mikroszkopikus részecskéiből, megkapnánk a napenergia egyik alternatíváját, illetve csökkenthetnénk a villámcsapások gyakoriságát, vetették fel tudósok az American Chemical Society (ACS) 240. ülésén. "Kutatásunk kikövezheti az utat a légkör elektromosságának egy alternatív energiaforrássá alakítása előtt" - mutatta be a tanulmányt vezető Fernando Galembeck, a brazil Campinas Egyetem tudósa.

1840-ben brit munkások fájdalmas áramütésekre panaszkodtak, amikor egy Newcastle upon Tyne-i gyár kazánjából kiáramló gőz közelébe mentek. A "gőzelektromosságnak" elnevezett jelenség nem volt ismeretlen, Michael Faraday-t, korábban pedig Alessandro Voltát is zavarba hozta, végül azonban feledésbe merült, anélkül, hogy valaha is magyarázatot találtak volna rá. Galembeck kutatása segíthet megfejteni a tudományos rejtélyt, választ adva a légköri elektromosság keletkezésére és kisüléseire, egyúttal elvezetve egy új energiaforráshoz.

Ehhez azonban el kell fogadni, hogy a víz képes elektromos töltés tárolására, ami megsérti a széles körben elfogadott elektroneutralitás elvét. Ez az alapelv azt állítja, hogy a negatív és pozitív töltésű részecskék semlegesítik egymást egy elektrolitban. Galembeck nem vitatja az elvet, azonban meggyőződése, hogy a valódi anyagokon ritkán alkalmazható, mivel azok gyakran tanúsítanak ion kiegyensúlyozatlanságokat, ami egy mérhető töltést hoz létre.

Nikola Tesla egyike volt azoknak, akik a légköri elektromosság begyűjtéséről álmodtak, egészen mostanáig azonban a tudósok nem rendelkeztek az atmoszférában található víz elektromosságának kialakításában és kibocsátásában közreműködő folyamatok megértéséhez a szükséges ismeretekkel.

Galembeck és munkatársai a víz és a porrészecskék légköri találkozásait szimuláló laboratóriumi kísérleteket végeztek, melyekhez a levegőben gyakori szilícium és alumínium-foszfát részecskéket használták. Bebizonyították, hogy a szilícium erősebb negatív töltést szerez a magas páratartalomban, míg ugyanez a közeg az alumínium-foszfát pozitív töltését erősíti. "Ez egyértelmű bizonyíték volt arra, hogy a légkörben található víz képes összegyűjteni elektromos töltéseket és átadni más anyagoknak, amikkel kapcsolatba kerül" - magyarázta Galembeck. "Ezt 'hygro-elektromosságnak’ neveztük, ami pára-elektromosságot jelent."

A brazil tudós szerint lehetséges lenne a napelemekhez hasonló kollektorok kifejlesztése, amivel foglyul ejtenék a pára-elektromosságot és eljuttatnák a fogyasztókhoz. Ahogy a napelemek a világ legnaposabb tájain a leghatékonyabbak, úgy a pára-elektromos panelek a magas páratartalmú helyeken működnének igazán effektíven.

A kutatók szerint ez a megoldás a villámcsapások elhárításában is segítséget nyújthat. Galembeck elképzelése szerint, ha azokon a területeken, ahol gyakoriak a viharok, hygro-elektromos paneleket helyeznek el az épületek tetején, a panelek megcsapolva a levegő elektromosságát meggátolják a villámok kialakulásához szükséges elektromos töltések felgyülemlését. Kutatócsoportjával különböző fémeket tesztel, hogy megtalálják a légköri elektromosság foglyul ejtéséhez legnagyobb potenciállal rendelkezőt. "Még hosszú utat kell bejárnunk, azonban a hygro-elektromosság hasznosításából származó előnyök tekintélyesek lehetnek" - összegzett Galembeck.