Электрические бытовые приборы, электронная и вычислительная техника, многочисленные гаджеты и прочие блага цивилизации позволили намного повысить уровень жизни человека. Правда, есть массового использования устройств и оборотная сторона, а именно дефицит энергии. По этой причине в приоритете находится освоение возобновляемых её источников. Очередной способ получения дешёвой энергии открыли исследователи из Университета Осаки, предложившие извлекать электричество из морской воды.

Природные источники

Энергия из возобновляемых источников на текущий момент является наиболее дешёвой. По крайней мере, для её выработки не требуется какое-либо топливо, лишь бы отработанная технология её получения показывала высокую эффективность. К сожалению, уровень получаемой мощности явно недостаточен, чтобы покрыть потребности хоть сколько-нибудь большого сегмента энергосистемы, да и стабильность оставляет желать лучшего. На текущий момент широко используются ветряные электростанции, которые монтируют на побережьях, в долинах и даже в открытом море, а также солнечные электростанции.

На этом фоне остаётся практически незадействованным океан, хоть и здесь наметился определённый прогресс. Уже прошли испытания несколько амбициозных проектов, работающих на энергии волны и приливов, но до их масштабного внедрения ещё очень далеко. Впрочем, некоторые учёные придерживаются мнения, что извлекать энергию можно непосредственно из морской воды. Фактически она является электролитом, раствором солей с достаточно высокой степенью концентрации. Всего-то и требуется, что придумать способ, позволяющий извлечь растворённую энергию. Похоже, что именно эти и сделала команда исследователей из Университета Осаки.

Энергия из сепаратора

Японские учёные в своей работе решили использовать уже существующую технологию, успешно работающую в водородных топливных элементах. Работа энергетической ячейки основана на электрохимической реакции, а центральное место в ней занимает мембрана. Она пропускает через себя исключительно положительные ионы водорода, благодаря чему удаётся сгенерировать электрический ток. Раствор солей в морской воде представляет собой состоящий из ионов электролит, поэтому нужна лишь мембрана с определёнными свойствами, но именно в последнем и заключается проблема. Она должна пропускать лишь определённые ионы, обладая для этого уникальной структурой.

Учёным из японского Университета Осаки такую мембрану получить удалось. Они её изготовили из тончайшего слоя кремния, в буквальном смысле этого слова просверлив в ней микроскопические отверстия. Благодаря современному оборудованию, их размер можно регулировать с высокой точностью, приспосабливая под конкретные условия работы. Полученная сверхтонкая мембрана обладала заданными свойствами и на выходе позволила получить электрический ток. Путём многочисленных экспериментов исследователи пришли к выводу, что достаточно создать разницу в температуре или давлении между двумя сторонами мембраны, как через неё начнут проходить ионы солей, а в самом устройстве возникнет электрический ток.

Во время тестирования учёные использовали мембраны с порами разного диаметра и плотности. Они пришли к выводу, что наибольшую эффективность разработанное ими устройство показывает с порами 100 нм, размещёнными с интервалом 1 микрометр. При этом получается стабильный поток энергии. Мембрана площадью 1 квадратный метр способна выдать электрический ток мощностью 100 Вт, а рубежа 1 МВт можно достичь с площадью 1 квадратный километр. На текущий момент учёные работают над масштабированием устройства и разработкой его промышленного варианта.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!