тэкно:///блог

Подводные роботы смогут получать энергию прямо из воды

Вт, 14 Май 2019 | 14:20 |

Подводным транспортным средствам и роботам требуется собственный источник энергии для независимой от внешних источников работы на глубине. Существующие силовые установки имеют довольно ограниченный запас хода, поскольку питаются от аккумуляторов.

Podvodnyj_robot

Фото: monacowealthmanagement.com

Этой проблемой занялась объединенная команда исследователей из Восточно-китайского педагогического университета в Шанхае, Шанхайского университета и Китайской научно-исследовательской академии наук об окружающей среде в Пекине. Результаты ее работы были опубликованы в журнале Angewandte Chemie.

Китайские ученые и инженеры создали недорогую систему прямого электрохимического извлечения энергии из морской воды. Она способна давать как постоянную мощность, так и кратковременные скачки для повышенного потребления, причем система переключается между двумя режимами автоматически.

Составление карт подводного рельефа, исследование морских течений, проверка и ремонт трубопроводов и глубоководных кабелей – это лишь несколько примеров тех задач, которые автономно выполняются подводными устройствами в глубинах океана.

В этих экстремальных условиях задача генераторов состоит в том, чтобы с одной стороны давать постоянный и долговременный поток энергии, а с другой – резко повышать энергетический выход для ускорений и быстрых операций. Ученые черпали вдохновение для своей работы в морских организмах, которые могут переключать деятельность своих клеток с аэробного на анаэробный режим и обратно. Новый генератор энергии работает по тем же принципам.

Ключом к открытию является катод с использованием прусской сини, открытой каркасной структуры с цианид-ионами в виде «стоек» и ионами железа в качестве «узлов», которые могут легко принимать и высвобождать электроны. В сочетании с металлическим анодом эта структура может использоваться для выработки электроэнергии из морской воды.

Если потребность в мощности мала, электроны, поступающие в катод, переносятся непосредственно в растворенный кислород. Поскольку растворенный кислород в морской воде неисчерпаем, теоретически может быть обеспечено питание при слабом токе в течение неограниченного времени.

Однако концентрация растворенного кислорода низкая. Когда потребность в мощности и, следовательно, ток резко возрастают, на катоде недостаточно кислорода, чтобы сразу же принять все поступающие электроны. Поэтому прусская синь должен хранить эти электроны, уменьшая степень окисления атомов железа с +3 до +2. Для поддержания баланса заряда положительно заряженные ионы натрия оседают в рамках.

Поскольку они присутствуют в высокой концентрации в морской воде, многие ионы натрия – и, следовательно, много электронов – могут быть поглощены за короткое время. Эта новая система очень устойчива в агрессивной морской воде, выдерживает многочисленные переключения режимов и способна работать четверо суток без перерыва, сообщает Science Daily. :///


Читайте свежие новости нефтегазовой индустрии, аналитические материалы, обзоры и комментарии экспертов на сегодня, 17 Июля, в нашей ленте.

Подписывайтесь на нас в социальных сетях Telegram, Facebook, Twitter, VK, ОК и новостных агрегаторах Яндекс.Дзен и Google Новостях.


Рубрики: Новости, Технологии | Темы: , , ,

О чём говорят в интернете
Загрузка...