Nowe źródło energii elektrycznej przez nanorurek?

Innowacje, pomysły lub patenty na rzecz zrównoważonego rozwoju. Spadek zużycia energii, redukcja zanieczyszczeń, poprawa wydajności lub procesów ... Mity lub rzeczywistość o wynalazkach z przeszłości lub przyszłości: wynalazki Tesli, Newmana, Perendeva, Galeya, Beardena, cold fusion ...
Avatar de l'utilisateur
manet42
Zamieściłem wiadomości 500!
Zamieściłem wiadomości 500!
Wiadomości: 631
Rejestracja: 22/11/08, 17:40
Lokalizacja: Lorraine

Nowe źródło energii elektrycznej przez nanorurek?




przez manet42 » 06/03/13, 21:48

Skomentować:

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
0 x
Stale staramy, w końcu się uda. Więc dalej się nie uda, tym bardziej prawdopodobne jest to, że działa.
Avatar de l'utilisateur
chatelot16
Econologue ekspertem
Econologue ekspertem
Wiadomości: 6960
Rejestracja: 11/11/07, 17:33
Lokalizacja: Angouleme
x 264




przez chatelot16 » 06/03/13, 22:50

ten dokument nie jest zbyt jasny... ale wydaje mi się tylko, że jest to energia słonej wody, którą można już wykorzystać poprzez osmozę

bardziej znana z odwróconej osmozy: do wytworzenia czystej wody ze słoną wodą potrzebne jest pewne ciśnienie... odwrócone, gdy mamy świeżą wodę i słoną wodę, filtr osmozy sprawia, że ​​świeża woda przechodzi do słonej wody z dużą różnicą poziomów: poziom wody słodkiej kilkadziesiąt poniżej poziomu wody morskiej, dlatego można odzyskiwać energię ze świeżej wody, która dociera jak każda elektrownia wodna

wszędzie na świecie gdzie rzeka wpada do morza można by zrobić jeszcze jedną elektrownię wodną z osmozą... z tym że filtry osmozowe są drogie i nie wiadomo co to wszystko się opłaca zwłaszcza jak się za szybko zapychają przez zanieczyszczenie rzeki
0 x
Christophe
moderator
moderator
Wiadomości: 79121
Rejestracja: 10/02/03, 14:06
Lokalizacja: planeta Serre
x 10973




przez Christophe » 06/03/13, 22:56

Tak, już istnieje, nawet o tym rozmawialiśmy tutaj: https://www.econologie.com/forums/un-projet- ... t4301.html

Ale tutaj wydaje się to znacznie bardziej wydajne:

uzyskujemy moce elektryczne od 100 do 1 razy większe niż w przypadku obecnych urządzeń energii osmotycznej
0 x
Avatar de l'utilisateur
chatelot16
Econologue ekspertem
Econologue ekspertem
Wiadomości: 6960
Rejestracja: 11/11/07, 17:33
Lokalizacja: Angouleme
x 264




przez chatelot16 » 07/03/13, 00:11

systemy osmozy nie są idealne, dałoby się zrobić trochę lepiej... ale 100 czy 1000 razy więcej przekraczamy teoretyczne maksimum i możemy robić nieustanny ruch

przy 1000 razy większym działaniu niż osmoza w dużej mierze zaopatrujemy instalację odsalania i zaczynamy od nowa!
0 x
Christophe
moderator
moderator
Wiadomości: 79121
Rejestracja: 10/02/03, 14:06
Lokalizacja: planeta Serre
x 10973




przez Christophe » 07/03/13, 00:29

Cóż, wszystko zależy od tego, co jest 1000 razy większe?

A priori mówią o gęstości energii powierzchniowej...

Jeśli ekstrapolujemy ten wynik na membranę przebitą miliardami takich rurek na centymetr kwadratowy,


...we wszystkich przypadkach jest to ekstrapolacja...
0 x
moinsdewatt
Econologue ekspertem
Econologue ekspertem
Wiadomości: 5111
Rejestracja: 28/09/09, 17:35
Lokalizacja: Isere
x 554




przez moinsdewatt » 07/03/13, 19:28

chatelot16 napisał:systemy osmozy nie są idealne, dałoby się zrobić trochę lepiej... ale 100 czy 1000 razy więcej przekraczamy teoretyczne maksimum i możemy robić nieustanny ruch

przy 1000 razy większym działaniu niż osmoza w dużej mierze zaopatrujemy instalację odsalania i zaczynamy od nowa!


Nie.
To tylko pokazuje, jak niska była wydajność poprzedniego systemu osmozy.
Nie zaczynaj znowu od nadmiernej jedności i tego rodzaju żartów.

w 2009 roku w Norwegii otwarto bardzo małą wytwórnię energii elektrycznej metodą osmozy:

Energia elektryczna w zgodzie z naturą

Dziś w Tofte w Norwegii zainaugurowano pierwszą elektrownię na świecie, która będzie wytwarzać prąd elektryczny, wykorzystując połączenie wody słonej i słodkiej, zgodnie z zasadą osmozy. Raport na temat brzegów Oslofjordu i szczegółowe informacje na temat tego nowego źródła energii odnawialnej i w 100% czystego dla środowiska

.......Dzisiaj w Tofte, wiosce w Oslofjordzie, położonej 58 km od stolicy Norwegii, księżniczka Mette-Marti inauguruje pierwszą na świecie elektrownię, wykorzystując to wszechobecne na Ziemi zjawisko, w roślinach tak jak w naszym ciała.
.........

Biorąc pod uwagę postęp technologiczny w latach 1990., warto było ponownie przyjrzeć się temu zagadnieniu” – mówi Stein Erik Skilhagen. Przy użyciu dostępnych materiałów (octan celulozy, polimery syntetyczne) kierownik sekcji Osmosis Power w firmie Statkraft wraz ze współpracownikami wyprodukował wysokowydajne membrany o mocy 2 lub 3 W/m2. Jest dużo lepiej. Ale jeszcze nie zadowalająco. „Wynik 6 W/m2 to punkt zwrotny” – analizuje Gérald Pourcelly, dyrektor Europejskiego Instytutu Membrany, w czasopiśmie Science & Vie. Przeszlibyśmy od eksperymentu laboratoryjnego do technologii, która ma szansę być konkurencyjna.” Nieważne, norwescy inżynierowie postanowili zbudować stację demonstracyjną.

W Tofte całość mieści się w kubaturze dużego, bardzo wilgotnego mieszkania. Na pierwszym piętrze dwa punkty dostępu do wody słonej i świeżej, ta pochodząca z sąsiedniego jeziora. Cienkie jak papier membrany zwinięte są w odcinki o powierzchni 30 m2, umieszczone w czymś, co przypomina butle gazowe, liczące około sześćdziesięciu sztuk, zwane modułami. „W sumie mamy 2000 m2 membrany” – mówi Stein Erik Skilhagen. Obydwa rodzaje wody w sposób wyraźny dostają się do modułów, ulegają procesowi osmotycznemu i zwiększają objętość na wylocie słonej wody. Nadmiar cieczy „przeniesiony” jest następnie wyrzucany do małej turbiny obracającej się za oknem. „Dzięki niemu wyprodukujemy od 2 do 3 kWh energii elektrycznej. Wystarczająco, aby obsługiwać… ekspres do kawy.” Ale najważniejsza jest mniejsza ilość niż wykonalność.

„Nikomu jak dotąd nie udało się tą metodą wygenerować prądu w rzeczywistych warunkach. Dzisiaj presja jest ogromna” – mówi Stein Erik Skilhagen bez zamierzonej gry słów. „Dziesięć lat temu firma Statkraft podjęła ryzyko, realizując projekt szacowany na 20–25 milionów euro”. Zwłaszcza, że ​​„Tofte to jedno z najgorszych miejsc w Norwegii; tutaj słodka woda zawiera drobne cząsteczki organiczne pochodzące z rolnictwa. Ale jeśli pomysł sprawdzi się tutaj, będzie miał zastosowanie wszędzie. Cząstki te mają wielkość rzędu mikrona. Dlatego technicy musieli zainstalować system filtrów głównych, aby zapobiec blokowaniu porów membran. „Nadal musimy je czyścić raz dziennie, czasem chlorem, ale bez szkody dla przyrody”.

Inżynierowie Statkraft myślą już dalej. Do 2015 roku planują wybudować „stację pilotażową” o mocy tym razem 25 megawatów (MW), czyli 1000 razy większej niż w Tofte, czyli niewiele w porównaniu z elektrownią węglową (1000 MW). Aby to zrobić, konieczne byłoby użycie 5 milionów m2 membrany. Membrany, nad optymalizacją których pracuje Stein Erik Skilhagen: „Czujemy, że mamy wszystkie elementy pod ręką. Ale podobnie jak w przypadku puzzli trzeba znaleźć odpowiednią kombinację parametrów produkcyjnych. Zwłaszcza jeśli chodzi o transmisje telewizyjne.

Naukowcy testują także nowe materiały, jak warstwy nanorurek węglowych impregnowanych polimerem. Zdaniem Steina Erika Skilhagena, środowisko naukowe jest na tym polu coraz bardziej aktywne, zwłaszcza w Stanach Zjednoczonych, gdzie firma Oasys robi szybkie postępy. „Będziemy dziś uważnie obserwowani. Istnieje ryzyko, że nasza demonstracja stanie się wydarzeniem wyzwalającym na całym świecie, aż do Japonii, gdzie technologia również została sprawdzona”.
...................



przeczytaj w całości: http://www.letemps.ch/Page/Uuid/3b9d7c1 ... _la_nature (3 strony do rozłożenia)
0 x
moinsdewatt
Econologue ekspertem
Econologue ekspertem
Wiadomości: 5111
Rejestracja: 28/09/09, 17:35
Lokalizacja: Isere
x 554




przez moinsdewatt » 07/03/13, 19:45

i ten inny artykuł: http://www.blog-habitat-durable.com/art ... 01742.html mówi się o 4000 W/m2 powierzchni takich nanorurek.

........
Nanorurki borowo-azotowe umożliwiają zatem niezwykle wydajną konwersję energii zawartej w gradientach soli w bezpośrednio użyteczną energię elektryczną. Ekstrapolując te wyniki na większą skalę, membrana o powierzchni 1 metra kwadratowego z nanorurek boru i azotu miałaby moc około 4 kW i byłaby w stanie wygenerować do 30 megawatów na godzinę rocznie. Wydajność ta jest o trzy rzędy wielkości wyższa od wydajności prototypów instalacji osmotycznych będących obecnie w użyciu. Naukowcy chcą teraz zbadać produkcję membran składających się z nanorurek borowo-azotowych i przetestować działanie nanorurek o różnym składzie.

............


mamy dobre 3 rzędy wielkości więcej niż w przypadku systemu norweskiego, który udokumentowałem w poście powyżej.
I pod warunkiem, że uda nam się dokonać tej ekstrapolacji w sposób konkretny.
0 x
Christophe
moderator
moderator
Wiadomości: 79121
Rejestracja: 10/02/03, 14:06
Lokalizacja: planeta Serre
x 10973




przez Christophe » 27/03/13, 21:31

http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /72397.htm

Nanorurki umożliwiające maksymalne wykorzystanie energii osmotycznej ujść rzek

Czy znasz energię osmotyczną? Oznacza energię, którą można wykorzystać z różnicy zasolenia wody morskiej i wody słodkiej, przy czym te dwie wody są oddzielone półprzepuszczalną membraną. Eksperyment. Połączyć zbiornik słonej wody ze zbiornikiem świeżej wody za pomocą odpowiednich półprzepuszczalnych membran. Możliwe jest wówczas wytwarzanie energii elektrycznej z gradientów soli na dwa różne sposoby. Pierwszy wykorzystuje różnicę ciśnienia osmotycznego pomiędzy dwoma zbiornikami, różnicę, która umożliwi obrót turbiny. Drugi polega na zastosowaniu wyłącznie membran, które przepuszczają tylko jony. Od razu rozumiemy, że teoretyczna pojemność tej energii osmotycznej skupionej w ujściach rzek jest oczywiście gigantyczna. Mówimy o co najmniej 1 terawacie, jaki byłby w ten sposób dostępny, co odpowiada 1.000 reaktorom jądrowym. Tak, ale wydajność uzyskiwana za pomocą obecnych technologii umożliwiających odzyskiwanie tej energii osmotycznej jest nadal bardzo niska, rzędu 3 watów na metr kwadratowy membrany.

Obraz

Schematyczny diagram doświadczenia: badany jest osmotyczny transport wody przez transbłonową nanorurkę borowo-azotową. Twórcy: Laurent Joly (ILM)

Stąd zainteresowanie pracami fizyków z Institut Lumière Matière (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1) we współpracy z Institut Néel (CNRS), których wyniki zostały opublikowane w numerze Nature z 28 lutego. Zainspirowani biologią i badaniami kanałów komórkowych, dokonali pierwszego: zmierzyli przepływ osmotyczny przechodzący przez pojedynczą nanorurkę. W tym celu wykorzystali eksperymentalne urządzenie składające się z nieprzepuszczalnej i izolującej elektrycznie membrany, w której membrana była przebita pojedynczym otworem przez który badacze przepuścili nanorurkę borowo-azotową o średnicy zewnętrznej kilkudziesięciu nanometrów. Dlatego do osiągnięcia tego wyczynu wykorzystali końcówkę skaningowego mikroskopu tunelowego. Pozostało jedynie zanurzyć dwie elektrody w cieczy po obu stronach nanorurki, aby zmierzyć prąd elektryczny przepływający przez membranę. Jest to wartość rzędu nanoampera, czyli ponad tysiąc razy większa niż wytwarzana za pomocą innych obecnych metod stosowanych do odzyskiwania energii osmotycznej.

Jeśli ekstrapolujemy wyniki uzyskane przez tych badaczy na większą skalę, membrana o powierzchni 1 m2 z nanorurek boru i azotu miałaby moc około 4 KW i byłaby w stanie wygenerować do 30 MW godzin rocznie. Wydajność o trzy rzędy wielkości wyższa od wydajności obecnie eksploatowanych prototypów elektrowni osmotycznych. Teraz naukowcy zastanowią się nad produkcją membran wykonanych z nanorurek borowo-azotowych i równolegle testują działanie nanorurek o różnym składzie.
0 x
Avatar de l'utilisateur
chatelot16
Econologue ekspertem
Econologue ekspertem
Wiadomości: 6960
Rejestracja: 11/11/07, 17:33
Lokalizacja: Angouleme
x 264




przez chatelot16 » 28/03/13, 02:06

więc nie zwiększa to energii wytwarzanej na kilogram rozcieńczonej soli... po prostu zwiększa produkcję na jednostkę powierzchni membrany

więc nie jest to rewolucja stulecia: tym, co ogranicza energię wytwarzaną w miejscu, gdzie znajduje się świeża woda do rozcieńczenia, jest ilość świeżej wody docierającej do morza... Powierzchnia membrany rzeki nie jest czynnikiem ograniczającym

cena membrany jest ważniejsza niż jej powierzchnia

Czy te nanorurki będą tańsze przy tej samej mocy?

jeśli membrany nanorurkowe są tańsze, byłyby szczególnie przydatne do odsalania
0 x
Caterham756
Odkryłem econologic
Odkryłem econologic
Wiadomości: 1
Rejestracja: 14/05/19, 21:35

Re: Nowe źródło prądu w postaci nanorurek?




przez Caterham756 » 14/05/19, 21:41

Witam, czy możesz mi wyjaśnić, w jaki sposób możemy odzyskać energię elektryczną wytwarzaną w wyniku tego zjawiska elektrochemicznego?
i w jaki sposób nanorurka może wytwarzać energię elektryczną, której nie rozumiałem zbyt dobrze?

z góry dziękuję naukowcom!
0 x

 


  • Podobne tematy
    odpowiedzi
    widoki
    Ostatni post

Wróć do „Innowacje, wynalazki, patenty i pomysły na zrównoważony rozwój”

Kto jest online?

Użytkownicy przeglądający to forum : Majestic-12 [Bot] i goście 119