Depositphotos
Исследователи из Сингапура разработали довольно простой способ использования падающих капель воды для получения электроэнергии.
Отмечается, что ученые осуществили разделение зарядов, направляя капли воды через узкую вертикальную трубку для создания «пробкового потока», и смогли эффективно собрать электрические заряды. Выработанной каплями воды электроэнергии хватило на питание 12 светодиодов. Потенциальное использование этой технологии на крышах домов в городских условиях может стать дешевой альтернативой ГЭС.
Когда сталкиваются два материала, заряды на их поверхностях могут смещаться, ярким примером является статическое электричество. Таким же образом вода, протекающая по некоторым поверхностям, может получать или терять электрический заряд.
«Вода, падающая через вертикальную трубу, генерирует значительное количество электроэнергии, используя определенную модель потока воды: пробковый поток. Эта модель пробкового потока может позволить собирать энергию дождя для выработки чистой и возобновляемой электроэнергии», — объясняет автор-корреспондент исследования Сиоулинг Сох.
Обычная гидроэлектростанция использует большие объемы воды, заставляя ее крутить турбины. Однако это эффективно, если рядом есть большие реки с бурным потоком. Исследователи пытались разработать технологию для меньших и значительно более медленных потоков воды. Разделение зарядов позволяет получить электричество из воды, если она течет через канал, выстланный проводящей поверхностью. Однако недостатком является то, что заряды накапливаются только на поверхности, которой касается вода
Для повышения эффективности разработчики попытались использовать микро и наноразмерные каналы, однако они оказались настолько малыми, что вода не смогла свободно протекать по ним, а ее перекачка требовала бы больше энергии, чем потом можно было бы получить от такой системы. Ученые разработали довольно простую установку, в которой вода вытекала из нижней части башни через металлическую иглу, создавая капли размером с дождевые, которые попадали в отверстие вертикальной полимерной трубки высотой 32 см и шириной 2 мм. Столкновение капель в верхней части трубки создавало пробковый поток. Короткие столбы воды чередовались с воздушными карманами. В процессе стекания воды в нижнюю часть трубки происходило разделение электрических зарядов. Затем вода собиралась в чашке под трубкой, а провода, размещенные в верхней части трубки и в чашке, собирали электричество.
Такой системе, по словам разработчиков, удалось превратить 10% энергии стекающей по трубке воды в электричество. По сравнению с непрерывным потоком стекающей воды, пробковый поток оказался в 5 раз эффективнее.
Поскольку протестированные скорости капель были намного ниже скорости капель дождя, исследователи предполагают, что систему можно использовать для сбора электроэнергии от дождя. Еще один эксперимент позволил ученым убедиться, что стекание воды по двум трубкам одновременно или последовательно генерирует вдвое больше энергии.
Исследователи направили воду по четырем трубками и установка непрерывно питала 12 светодиодов в течение 20 секунд. Ученые говорят, что энергия пробкового потока может быть проще в настройке и обслуживании, чем гидроэлектростанции, и она может быть удобной для городских пространств, таких как крыши.
Результаты исследования были опубликованы в журнале ACS Central Science
Источник: SciTechDaily