Wellicht kunnen we binnenkort stroom opwekken tijdens een flinke regenbui. Onderzoekers uit Hong Kong wekten een recordvermogen aan elektriciteit op uit waterdruppels.
Storm Ciara heeft plaatsgemaakt voor een onophoudelijke stroom van druilerige regen. Hoewel bij Ciara de oerkrachten van de natuur wat duidelijker voelbaar waren, zit in een regenbui ook een hoop energie opgeslagen. Het zou de natte fietstochten een stuk draaglijker maken als je wist dat de druppels je telefoon van een volle batterij voorzien. De techniek om elektriciteit uit regen op te wekken staat echter nog in de kinderschoenen vergeleken met wind- en zonne-energie.
Statische lading
Als je met een ballon tegen je droge haar wrijft, springen er elektronen over van de ballon op je haar. Daardoor worden de ballon en je haar allebei statisch geladen. Je haar negatief en de ballon positief. Probeer maar eens. Je zult zien dat de ballon na een aantal keer wrijven je haren aantrekt. Dat komt omdat de ballon en je haar een tegengestelde lading hebben.
Elektriciteitsgeneratoren uit druppels maken gebruik van een vergelijkbaar principe. De druppels vallen op een plaatje, en door de wrijving tussen de druppel en het plaatje wordt dit plaatje opgeladen. Tot nu toe was dit effect helaas te klein om er een bruikbare vorm van elektriciteit aan te onttrekken.
Teflon plaatje
De onderzoekers uit Hong Kong gebruikten een ander materiaal dan eerdere druppelgeneratoren: teflon. Naast het feit dat dit uitermate geschikt is voor anti-aanbaklagen, heeft dit materiaal nog een ander voordeel: het kan relatief veel lading opslaan.
Daarnaast maakten ze een slim ontwerp om de opgeslagen lading om te zetten in stroom. Samen zorgde dit ervoor dat ze een recordvermogen konden opwekken: duizend keer meer dan eerdere ontwerpen van vergelijkbare grootte.
Slim ontwerp
De truc is dat de druppels zelf onderdeel worden van de stroomkring. Je kunt het vergelijken met het aanzetten van een zaklamp. Er moet een opgeladen batterij in zitten, maar voordat de lamp gaat branden moet je op de schakelaar drukken. Die sluit de stroomkring en de lamp gaat branden. Een waterdruppel doet in dit ontwerp eigenlijk hetzelfde.
Met alleen een geladen plaatje kun je niet zoveel. Je moet op de een of andere manier zorgen dat er stroom gaat lopen. De onderzoekers plaatsten een kleine aluminium elektrode aan één kant op het teflon plaatje. Als een waterdruppel zich uitspreidt over het plaatje, verbindt hij die elektrode met het hele teflon oppervlak. Doordat water stroom kan geleiden, sluit de druppel de stroomkring.
Honderd LED-lampjes
En dan kun je een lampje laten branden. Of, als je dat niet genoeg vindt, honderd. De onderzoekers slaagden erin om met slechts één flinke druppel die van vijftien centimeter hoogte viel, honderd kleine LED-lampjes aan te zetten. In het filmpje hieronder zie je hoe vier van deze mini-elektriciteitsgeneratoren een prachtige lichtshow veroorzaken.
Gaan we dit in ons dagelijks leven terugzien? Als het aan de onderzoekers ligt wel. Zo denken ze bijvoorbeeld aan een paraplu waar je je telefoon mee kunt opladen, of boten die met deze techniek van energie worden voorzien. En in ons kikkerlandje zou een regengenerator op de meeste daken ook niet misstaan, lijkt mij.
Bronnen: Nature, City University of Hong Kong
