Ny enhet utvinner elektricitet direkt ur fuktig luft med hjälp av vardagliga material

by Albert
(a) Schematisk bild av den fuktdrivna elgeneratorn (MEG) som visar dess skiktade struktur och funktionsprincip. (b) Vilda sockerrörsfibrer som används som hygroskopisk biomassa. (c) Återvunna cellulosafibrer som utvunnits ur kasserade cigarettfilter. (d) Kolpasta framställd av förbrukade torrbatterier. (e) Flexibel MEG-enhet tillverkad av de återvunna materialen. (f) Fyra MEG-enheter kopplade i serie för att driva en röd lysdiod under fuktiga förhållanden.

Forskare har utvecklat en ny typ av generator som kan producera elektricitet direkt från luftens naturliga fuktighet. Det mest anmärkningsvärda är att enheten är tillverkad av vanliga, giftfria material som gelatin, vanligt koksalt och aktivt kol – ingredienser som är billiga, lättillgängliga och biologiskt nedbrytbara.

Tekniken kan på sikt ge ett hållbart alternativ till små batterier i bärbar elektronik, sensorer och medicintekniska produkter. Resultaten har publicerats i tidskriften Nano Energy.

Luftfuktighet blir en energikälla

Elektronik har traditionellt sett betraktat fukt som ett problem eftersom vatten kan orsaka korrosion och skador på komponenter.

Den nya tekniken vänder på perspektivet. Istället används luftens vattenmolekyler som själva energikällan.

När materialet absorberar fukt uppstår en kontrollerad rörelse av joner genom strukturen. Denna jontransport skapar en elektrisk spänning som kan användas för att driva små elektroniska komponenter – utan behov av solljus, vibrationer eller temperaturskillnader.

Byggd av enkla och miljövänliga material

Generatorn består av tre huvudsakliga ingredienser:

  • gelatin
  • natriumklorid (vanligt bordssalt)
  • aktivt kol

När gelatin- och saltlösningen torkar bildas automatiskt en flerskiktad struktur. När den senare utsätts för fuktig luft börjar joner röra sig genom materialet, vilket ger upphov till en stabil elektrisk ström.

Eftersom tillverkningen sker med vattenbaserade processer och material som är biologiskt nedbrytbara blir miljöpåverkan betydligt lägre än för många konventionella energikällor.

Ger stabil spänning under lång tid

En enskild generator producerar ungefär 1 volt och kan fortsätta leverera elektricitet i över 30 dagar så länge den utsätts för tillräcklig luftfuktighet.

Forskarna visade också att flera enheter kan kopplas samman i serie. I experiment lyckades de bygga ett system med 100 sammankopplade generatorer som producerade upp till 90 volt och omkring 5 milliampere, vilket räckte för att driva en ljusslinga med 40 lysdioder.

Kan användas i bärbar elektronik

Forskarna ser flera tänkbara användningsområden för tekniken.

Bland annat skulle den kunna användas i:

  • bärbara hälsosensorer
  • medicintekniska produkter
  • miljöövervakning
  • trådlösa sensornätverk
  • Internet of Things-enheter (IoT)

Eftersom generatorn fungerar kontinuerligt i fuktig luft kan den i vissa tillämpningar minska behovet av batteribyten eller komplettera andra energikällor.

Kan även fungera som sensor

Utöver att producera elektricitet visade forskarna att materialet kan registrera förändringar i luftfuktighet.

I tester kunde enheten bland annat:

  • övervaka andningsmönster
  • registrera förändringar i utandningsluften vid tal
  • fungera som beröringsfri närhetssensor

Det innebär att samma komponent både kan generera energi och fungera som sensor, vilket kan förenkla konstruktionen av framtida bärbara elektroniska system.

Ett steg mot mer hållbar elektronik

Även om tekniken fortfarande befinner sig på forskningsstadiet visar resultaten att luftens naturliga fuktighet kan bli en praktiskt användbar energikälla för elektronik med låg energiförbrukning.

Forskarna hoppas nu kunna vidareutveckla materialet för att öka effekten och integrera tekniken i framtida medicinska sensorer, smarta textilier och andra självgående elektroniska produkter.

Om utvecklingen fortsätter kan generatorer som drivs av luftfuktighet bidra till att minska beroendet av engångsbatterier och samtidigt öppna nya möjligheter för hållbar elektronik.

Publikationsuppgifter

Ming Dong et al., Food-grade moisture-electric generator for sustainable energy harvesting and self-powered sensing, Nano Energy (2026).

Related Articles

Leave a Comment