Новый метод производства электроэнергии соленой водой может обеспечить подводные лодки электроэнергией.
Новая форма производства электроэнергии с использованием соленой воды (или других жидкостей с ионами в них), проходящей через ультратонкие металлические полосы, обещает добавить новую жизнь на рынке приливной или волновой энергии.Новый метод основан на использовании ультратонких поверхностей из железа или никеля, которые были испарены на пластиковой или стеклянной заслонке. Например, капли океанской воды, стекающие по поверхности, могут вызывать электрический ток в подложке металлической пленки.Также был предложен ряд других возможных применений, включая источник питания микроразмерного размера, питающийся от кровотока для имплантируемых устройств и даже (запуск процесса в обратном направлении) бесшумную двигательную установку для лодок или подводных лодок.Франц Гейгер, профессор химии Северо-Западного университета, говорит, что летом прошлого года, когда он был на конференции в Теллурайде, штат Колорадо, он впервые выдвинул эту новую идею. Видя презентацию по стимулированию электронов двигаться через лист графена, он говорит, что он понял, что он может достичь таких же эффектов с ежедневными, недорогими ингредиентами.
"В моей группе мы разработали эти нано металлические пленки,
- говорит он.
"И я подумал: "Это должно быть одно и то же. Кроме того, теперь мы переходим от [листов, которые являются] одним атомом углерода толщиной до 10 нанометров железа. И пока ты изолируешь его, это будет здорово. Это должно сработать. И мы можем сделать сотни квадратных метров покрытия поверхности металлами за один шаг, вместо того, чтобы пытаться получить пару квадратных дюймов графена, используя действительно сложные, многоступенчатые процессы".
Основная идея, говорит Гейгер, заключается в том, что ионы натрия в капле соленой воды электрически индуцируют зеркальный заряд в металлической пленке толщиной 10-30 нанометров. Тонкий слой окисления поверх пленки (ржавчина в случае железа), говорит он, должен обеспечивать достаточную изоляцию, чтобы положительные ионы натрия в капле воды отделялись от освобожденных электронов в металлической пленке.Затем, когда капля воды спускается вниз по горке, содержащей пленку, она тащит зеркальные электроны в металл вместе с ней. Который представляет собой электрический ток, хотя и очень маленький, в случае однократного падения соленой воды.Гейгер говорит, что даже сидя в комнате, он понял, что это было потенциально значимое открытие.
"Я нарисовал это на листе бумаги и попросил своего коллегу подписать его,
- говорит он.
Гейгер и шесть его коллег опубликовали свои выводы в одном из последних номеров журнала "Материалы Национальной академии наук". По их мнению, этот процесс, по-видимому, можно расширить.Их первоначальные расчеты (хотя пока еще не протестированы) позволяют предположить, что даже выработка киловатт-часов электроэнергии может быть достижима. По их оценкам, квадратная стопка из 100 тонких пластиковых листов размером 10 на 10 метров (каждый лист покрыт тонкой металлической пленкой с обеих сторон) потенциально может вырабатывать по их методике до 2-5 киловатт-часов электроэнергии.
"По сути, это стандартный американский дом, в котором есть кондиционер, телевизор и все такое",
- говорит он.
"И если ты сможешь сделать это со 100 тарелками, то, вероятно, сможешь сделать это с миллионом."
Конечно, Гейгер быстро добавляет:
"У нас есть устройство, которое работает, и у нас есть несколько способов его запуска. Но мы, например, еще не зажгли лампочку".
В человеческой крови тоже есть ионы, говорит он. Таким образом, возможно - хотя реально еще дальше - представить себе использование этой технологии производства энергии в имплантированном устройстве в кровеносном сосуде, которое могло бы использовать кровоток для выработки небольших, но, возможно, полезных струй электричества.С другой стороны, сначала необходимо будет решить множество других технических проблем, включая предотвращение накопления пленок на имплантированных устройствах, которые могут разорваться в кровотоке и, в случае их накопления в сердце или мозге, вызвать инфаркт или инсульт.Как и любая другая технология производства энергии, "нанослой металла" группы Гейгера также может быть запущен в обратном направлении. То есть вместо того, чтобы использовать движущиеся капли соленой воды для генерации электрического тока в фильме, используйте электрические токи в фильме для перемещения соленой воды.Устройство, по его словам, не имеет движущихся частей. Чтобы соленая вода двигалась тихо. И океанская вода очень соленая, добавляет он. Что только повысит эффективность этой возможной электрической насосной установки для соленой воды или бесшумной двигательной установки.Поэтому неудивительно, что в их документе наряду с другими спонсорами упоминается Управление военно-морских исследований.
"Всякий раз, когда ты что-то добавляешь в воду, твой конечный предел - это бионакопление,
- говорит Гайгер.
(Другими словами, грязь.) Он добавляет, однако, что проблема может быть решена с помощью, по его словам, "перехвата". То есть, время от времени пропускают большие токи через пленку, чтобы сварить скопившуюся грязь с поверхности, а затем возвращаются к нормальным электрогенерирующим или бесшумным силовым операциям.