Slik lager de strøm direkte fra regndråpene

Det er nå mulig å se for seg ei framtid der regnvåte bergensere kan lade telefonen med sine egne paraplyer. En ny oppfinnelse i Hongkong har fått kraften fra én eneste vanndråpe til å lyse opp 100 små LED-pærer.

Det grunnleggende prinsippet er noe så enkelt og naturlig som fallende regn.

At regn og vann gir oss energi er ikke spesielt oppsiktsvekkende. Vannkraftverk har i over 100 år produsert strøm i Norge. Og lenge før det brukte vi energien i rennende vann til både møller, sagbruk og annen industri.

Men så langt har vi ikke greid å finne effektive metoder for å utnytte energien direkte, idet regndråpen faller til bakken.

Regndråpene som plasker mot bakken gir fra seg bevegelsesenergi. Vannets kretsløp og tyngdekraften gjør at dette skjer igjen og igjen.

De utallige vanndråpene som plasker mot den harde bakken gir et potensial for ren og fornybar energi.

Teflon holder på ladningene

Forskere ved City University of Hong Kong har laget en enkel liten maskin som effektivt gjør om bevegelsesenergien i vanndråpene til elektrisitet. En viktig del av maskinen, eller generatoren, er bruken av stoffet PTFE.

For folk flest er PTFE kanskje mest kjent under varemerket Teflon. Mange steikepanner og gryter har et belegg med Teflon for å hindre at maten brenner seg fast.

Dette stoffet er også et såkalt elektret. Det betyr at PTFE har evnen til å samle opp og holde på elektriske ladninger.

I maskinen som forskerne har bygget faller dråpen ned på en hard glassflate med et tynt lag PTFE.

Mellom glasset og laget med PTFE ligger det også et tynt lag av det metalliske materialet indiumtinnoksid (ITO). Dette gjør at hele glassflata fungerer som en elektrode. På plata er det også festet en annen tynn elektrode av aluminium (Al).

Når vannet i dråpene sprer seg over glassflata lages en forbindelse til elektroden av aluminium. Slik danner de to elektrodene en lukket elektrisk krets.

Potent kraftverk i mikroformat

Dette systemet utnytter bevegelsesenergien i vanndråpene mye mer effektivt enn før. Forskerne i Hongkong sier de nå kan ta ut flere tusen ganger mer elektrisk kraft enn metoder som er utviklet tidligere. Forskninga er nå publisert i det anerkjente tidsskriftet Nature.

Professor Wang Zuankai har ledet forskningsprosjektet. Han sier forskninga har vist at en dråpe som faller fra en høyde på 15 cm kan generere hele 140 volt. Det har gitt nok effekt til å lyse opp 100 lysdioder.

Håp om stort bruksområde

Universitetet i Hongkong mener forskninga deres gir store håp for framtida. Professor Wang tror dette kan bli et viktig bidrag i arbeidet for å skaffe nok fornybar energi.

Han ser for seg at oppfinnelsen etter hvert kan brukes på mange ting der vann i bevegelse treffer faste overflater. Både overflata til paraplyer og utsida til skip vil kunne bruke denne teknologien, mener Wang.

Professor Einar Halvorsen har jobbet mye med energihøsting. Han har også forsket på hvordan PTFE kan brukes for å høste energi fra dråper.

Han mener den kinesiske forskninga er interessant, men er ikke like optimistisk når det gjelder potensialet for store kraftmengder.

– Jeg synes det er vanskelig å se at dette kan bli like effektivt som for eksempel solceller, sier Halvorsen.

Han mener derimot at teknologien kan erstatte et økende behov for batterier.

Halvorsen peker på at vi bruker stadig flere sensorer til å måle og overvåke våre omgivelser. Disse sensorene er ofte drevet av batterier som til stadighet må byttes ut.

Halvorsen sier det vil være en stor fordel om batteriene i framtida kan erstattes av små selvgående kraftverk

– Slik sett kan billige mikrokraftverk som dette absolutt få en betydning i framtida, mener Halvorsen.