Ще можем ли да зареждаме смартфона си от… мълниите?

Почти всяко лято ни заливат проливни дъждове – и предупредителни кодове за опасно време с гръмотевични бури. Представяте ли си какво би било да вземем електричеството от мълниите и с него да зареждаме смартфона си, таблета си, електромобила си? Ако такива мисли са ви хрумвали, не сте единствени. Върху идеята да се впрегне електричеството от светкавиците реално работят стотици учени по света.

Тайните на мълниите

През 2012 г. група химици от Университета в Кампинас в Бразилия представиха изследване, в което твърдят, че са разбрали мълнията – т. е. как се формира електричеството в атмосферата и как се освобождава. Заявиха още, че на базата на тези знания може да се конструира устройство, което да развива и извлича електрически заряди от атмосферата и да ги използва за производство на електроенергия. Тази електроенергия би трябвало да може да се подава към електропреносната мрежа.

Учените се похвалиха, че „силицият става по-отрицателно зареден, когато са налице високи нива на водна пара във въздуха, с други думи при наличие на висока влажност“. Те също така установили, че „алуминиевият фосфат става по-положително зареден при висока влажност“. Изводът, според изследователите, е, че „водата в атмосферата може да натрупва електрически заряди и да ги прехвърля на други материали, с които влиза в контакт“, обясни ръководителят на научния екип Фернандо Галембек. Той нарича това “хидроелектричество”, което означава “електроенергия от влажност”.

Откритието, по своята същност, би трябвало да означава, че водата не е електрически неутрална, както сме свикнали да мислим досега. Изследователите от Бразилия потвърдиха, че смятат, че в действителност вещества като водата биха могли да се окажат с йонен дисбаланс, който може да позволи да се получи заряд.

С други думи, тяхната идея е за създаването на панел на водна основа, който улавя електричеството от атмосферата по същия начин, по който соларните панели улавят енергията на слънчевите лъчи. Нещо повече, такова устройство може дори да се комбинира с гръмоотвод. Така инсталацията хем ще предпазва от гръм, хем ще съхранява енергията от падащите светкавици. Идеално, нали?

Препятствия пред учените… since 1980

Всъщност върху идеята за улавяне на енергията от мълниите се работи още от 80-те години на миналия век. Една светкавица носи в себе си доста голямо количество електричество – около 5 милиарда джаула. Това е почти толкова енергия, колкото има в 145 литра петрол. Подобна концентрация на електроенергия не дава мира на изследователите вече десетилетия.

Проблемът е, че енергията е концентрирана на малко място и в много кратък интервал от време. 5 милиарда джаула за 10 микросекунди – това се равнява на 500 трилиона вата!

Вторият проблем е непредвидимостта. Дори по време на буря е невъзможно да се отгатне къде точно ще падне мълнията.

Енергията в една буря е сравнима с тази на атомна електроцентрала, казва Мартин Уман, изследовател в Лабораторията за проучвания на мълнията в Университета във Флорида, САЩ. Улавянето на енергията от бурята на земята обаче е “безнадеждна” инициатива, според него.

Възможните решения

Една от технологиите, които много от учените намират за подходяща за улавяне на енергията от мълниите, е електролизата – разделянето на водата на водород и кислород с помощта на електричество. Това значи, че с мълниите може да се добие водород от вода. С него могат да се зареждат водородни горивни клетки. Те биха могли да задвижват електромобили, да захранват дребна електроника.

Втората част от това уравнение – захранването на потребителска техника с водородни горивни клетки – вече е факт. Дори и за мобилни телефони вече има зарядни с водородни клетки. Още в началото на 2017 г. в Барселона бе демонстрирана водородна горивна клетка, която зарежда телефони чрез солена вода. Първата част обаче – впрягането на мълнията да разделя водата на съставните й вещества – все още е предизвикателство.

Друг метод за добиване на електричество от светкавиците може да е използването на суперкондензатори, смятат някои изследователи. През 2007-а една фирма за ВЕИ на име Alternate Energy Holdings (AEHI) тества метод за улавяне на енергията от светкавици на база на проект на изобретател от Илинойс на име Стив Лирой. Той твърди, че е успял да захрани 60-ватова крушка в продължение на 20 минути благодарение на малка, изкуствено индуцирана мълния. За целта използвал кула, като шунтирал значително количество от енергийния заряд, а останалото успял да съхрани в суперкондензатор. В AEHI обаче така и не успяват да повторят експеримента.

Независимо от неуспехите досега изследователите вярват, че някой ден човечеството ще може да впрегне силата на мълнията за добиване на електроенергия. Светкавиците биха могли да бъдат алтернативен източник на електроенергия, категоричен е научен доклад, публикуван неотдавна в специализираното издание Science Direct. Това би било още едно решение за справяне с глобалното затопляне, подчертават учените. Изброените в анализа методи включват изграждането на кула за улавяне на мълнии, използване на ракети или дори лазери за “прицелване” в мълния.

Позната гледка, нали? Оказа се и, че има места по света, където мълниите обичат да падат честичко. Това са региони, които привличат гръмотевиците по необясними причини. Наричат ги “най-електрическите места” по света. Лидер в тази класация е езерото Маракайбо във Венецуела, където падат по 250 светкавици на квадратен километър годишно.