Учёные научились добывать энергию из воды
Учёные научились добывать энергию из воды
Хитроумно подобранные материалы для электродов способны отлично генерировать электронный ток из чередования потоков пресной и солёной воды.
Устья рек, впадающих в моря и океаны, потенциально могли бы обеспечить мир огромным количеством энергии, сравнимым с выработкой всех обыденных электрических станций. Но, КПД систем, опирающихся на разность в солёности речной и морской воды пока невысок. Так 1-ая осмотическая электрическая станция, построенная 18 месяцев вспять в Норвегии, генерирует сущие крохи энергии и служит не столько серьёзным фабричным объектом, сколько опытнейшей площадкой для совершенствования технологии.
А вот спецы из Стэнфорда (Stanford University) считают, что для прорыва в данной области необходимо отрешиться от попыток впрячь осмос и обратиться к другому методу. В базе их генератора — два электрода, один из которых притягивает положительно заряженные ионы натрия, а 2-ой отрицательные ионы хлора.
Цикл начинается (смотрите набросок понизу), когда меж этими пластинами пропускают пресную воду. Прикладывая к электродам маленькое напряжение, можно вынудить ионы из электродов перейти в воду.
Схема рабочего цикла новейшей установки.
2-ой шаг: пресная вода заменяется на морскую. Концентрация соли в ней намного выше и ионы начинают стремительно насыщать электроды. Так создаётся разность потенциалов и генерируется ток (это 3-ий шаг).
Четвёртый шаг: насыщенные ионами электроды больше не отдают энергию, отработанная морская вода удаляется, а на её место вновь закачивается речная. С помощью умеренного напряжения электроды вновь освобождаются от ионов, чтоб можно было замкнуть круг. (К слову, схожее повторяющееся изменение концентрации ионов предлагал использовать для выработки тока из воды один итальянский исследователь).
Technology Review докладывает, что группа учёных из Стэнфорда смогла извлечь 74% возможной энергии, которая заложена «на стыке» морской и пресной воды. При всем этом аппарат не выказывал никакого понижения производительности даже после 100 циклов. (В опыте использовалась вода из Тихого океана и высокогорного озера Donner.) По воззрению создателей устройства, размещение электродов поближе друг к другу позволит таковой «батарее» достигнуть эффективности в 85%.
Для извлечения энергии из воды новым способом исследователи применили в качестве положительного электрода наностержни из диоксида марганца. Они владеют очень большой площадью поверхности и стремительно принимают и отдают ионы натрия в процессе цикла.
Для связывания отрецательных ионов хлора учёные использовали серебряный электрод. Последнее решение, правда, далековато не самое наилучшее. Кроме высочайшей цены серебра, которая препятствует масштабированию системы, имеется неувязка попадания серебра в воду — в огромных количествах этот металл токсичен. Создатели системы хотят подыскать ему подмену, хотя отмечают, что это будет тяжело.
Они также указывают, что в качестве пресной воды для системы подойдёт не только лишь незапятнанная речная вода, но даже ливневые и сточные воды. Если получится выстроить таковой работающий пилотный комплекс, он открыл бы заманчивые перспективы в плане выработки энергии для городов, расположенных на берегах морей и океанов.
Леонид Попов
Источник:
digestweb.ru/38285-uchyonye-nauchilis-dobyvat-yenergiyu-iz-vody.html