Słona woda zamieniona w źródło prądu za pomocą nanorurek
Im jest mniejszy, tym bardziej gigantyczny efekt! Paradoks ten właśnie zaobserwował zespół z Uniwersytetu w Lyonie i Instytutu Néel (CNRS) w Grenoble. W czasopiśmie Nature z 28 lutego badacze wykazali, że wywiercenie otworu o średnicy kilkudziesięciu nanometrów w nieprzepuszczalnej membranie może mieć nieoczekiwany i znaczący wpływ na transport związków chemicznych w tym minikanale.
W szczególności zanurzenie tego urządzenia w zbiorniku ze słoną wodą zawierającą chlorek potasu umożliwia bardzo skuteczne oddzielenie ładunków dodatnich (związanych z potasem) i ujemnych (związanych z chlorem) po obu stronach ściany. Następnie można odzyskać prąd elektryczny.
„Jeśli ekstrapolujemy ten wynik na membranę przebitą miliardami takich rurek na centymetr kwadratowy, otrzymamy moc elektryczną od 100 do 1 razy większą niż w przypadku obecnych urządzeń wykorzystujących energię osmotyczną” – szacuje Lydéric Bocquet, profesor w CNRS i Lyon Light Instytut Materii. Wystarczająco, aby odzyskać energię z wody morskiej lub słonych bagien.
W rzeczywistości badacze ci nie przebijają bezpośrednio wodoodpornej membrany z azotku krzemu. Używają nanorurki, którą wkładają do większego otworu, a następnie „uszczelniają” pustkę uszczelką węglową.
„To bardzo trudne! Rezultat jest bardzo piękny” – mówi Loïc Auvray, dyrektor laboratorium Materii i Układów Złożonych na Uniwersytecie Paris-VII. Pierwotnie celem tej delikatnej techniki było zbudowanie urządzenia do badania zachodzących zjawisk w jednym małym kanale.
ZGŁOSZENIE PATENTOWE
„Poprzednie eksperymenty wykazały zaskakujące efekty z kilkoma nanorurkami węglowymi, takie jak szybki transport gazu. Jednak aby w pełni zrozumieć, co się dzieje, musieliśmy pracować na pojedynczej rurze” – mówi Lydéric Bocquet. „Jedną z naszych nadziei jest to, że równania mechaniki płynów, o których wiemy, że różnią się od tych nanoskali.”
Pierwsze próby z rurkami karbonowymi nie powiodły się. Następnie badacze wykorzystują azotek boru, w przypadku którego ten proces się sprawdza. I to jest niespodzianka. „Byliśmy zakłopotani i weryfikacja naszych pomiarów zajęła trochę czasu” – wspomina Lydéric Bocquet, który uważa, że teraz rozumie, dlaczego ładunki elektryczne tak dobrze krążą.
W obecności wody ściany azotku boru pokrywają się ujemnymi ładunkami elektrycznymi, co sprzyja drenażowi dodatnio naładowanego potasu przez wodę. Mała grubość zestawu, jeden mikrometr, sprawia, że gradient stężeń pomiędzy dwoma zbiornikami jest większy, a co za tym idzie, efekt jest bardziej spektakularny.
Zespół, który złożył patent, planuje obecnie wyprodukować ścianę przeciętą kilkoma kanałami nanometrycznymi; co wymaga nowego procesu. Być może wtedy będzie mogła zapalić żarówkę samą kąpielą w słonej wodzie. Lydéric Bocquet twierdzi, że „musimy znaleźć alternatywne sposoby wykorzystania energii. A praca nad niezbadanymi ścieżkami jest tym bardziej stymulująca”.
Davida Larousseriego
Źródło: http://www.lemonde.fr/sciences/article/ ... 50684.html ou https://www.econologie.info/share/partag ... nmB0ja.pdf