тэкно:///блог

В Швейцарии придумали, как повысить мощность осмотической электростанции

Ср, 27 Июль 2016 | 18:22 |
osmos_electro

Фото: zaryad.com

Ученые из Швейцарии и США, работающие в лаборатории нанотехнологий Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL), совершили прорыв в развитии возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Им удалось создать прототип достаточно мощной электростанции, работающей благодаря физическому явлению осмоса, сообщает информационный портал «Научная Россия».

Осмос — это процесс диффузии через полупроницаемую мембрану молекул жидкости из объема с меньшей концентрацией растворенного вещества в сторону его большей концентрации, то есть стремлении жидкостей при смешении уравнять концентрацию растворенных в них соединений. Для выработки электроэнергии с помощью этого процесса в качестве среды обычно используют пресную и соленую воду, разделенные мембраной. Электрически заряженные ионы соли проникают сквозь мембрану, пока их концентрация в обеих отсеках не сравняется. Со временем в двух средах создается разность потенциалов и вырабатывается электрический ток.

Электростанции, использующие осмос, разрабатываются и уже эксплуатируются в экспериментальном режиме в Норвегии, Нидерландах, Японии и США, но их производительность пока оставляет желать лучшего. В швейцарской лаборатории добились серьезного прироста мощности выработки.

Секрет системы, созданной учеными из EPFL под руководством Цзяньдун Фэна, как раз в мембране из дисульфида молибдена толщиной всего в три атома. В ней проткнули одну дырку — отрицательно заряженную нанопору. Через нанопору в отсек с пресной водой из отсека с соленой водой проникают положительно заряженные ионы соли, а их электроны передаются на проводник. Благодаря нанодырке в мембране в одном отсеке со временем скапливаются исключительно положительно заряженные ионы, в другом — отрицательно заряженные. Возникает значительное напряжение между отсеками, создается электрический ток.

Регулируя размер нанопоры, можно влиять на силу тока либо величину напряжения. Ученым из лозаннской лаборатории оставалось только подобрать оптимальный диаметр дырки, чтобы найти лучшее соотношение тока и напряжения, которое даст наибольшую мощность.

Для проверки устройства ученые из швейцарской лаборатории использовали молибденовый транзистор. Расчеты показали, что используя мембрану площадью всего 1 квадратный метр, покрытую нанопорами на 30%, можно достичь мощности вырабатываемой электроэнергии в 1 мегаватт. Этого достаточно, чтобы зажечь 50 тыс энергосберегающих лампочек.

Впечатляющие результаты исследований и экспериментов в нанолаборатории EPFL были опубликованы в авторитетном научном журнале Nature. Для практического их применения нужно решить только одну техническую проблему — научиться проделывать абсолютно одинаковые нанопоры. Что до используемых материалов, то дисульфид молибдена не относится к редким соединениям, а пресной и соленой воды на Земле в избытке.

Сейчас осмотические электростанции — одно из перспективных направлений развития ВИЭ. Эти абсолютно экологически чистые объекты генерации можно ставить в устьях рек, впадающих в моря — там, где пресная вода встречает соленую. В идеале такие электростанции могут работать вечно, поэтому ученые из EPFL пророчат своему ноу-хау большие перспективы.  :///

 

Читайте аналитические материалы, обзоры и последние новости нефтегазовой индустрии на сегодня, 05 Декабря, в нашей ленте и в наших группах в социальных сетях: Facebook, Одноклассники, ВКонтакте и Twitter

Рубрики: Наука, Новости | Темы: , , ,

О чём говорят в интернете