10 марта 2020 года в Москве (ЦВК «Экспофорум, Краснопресненская набережная, д. 14), в...


Возобновляемая энергия из океана

возобэн

 

Команда ученых из Австралии придумала решение, которое использует осмотическое давление для достижения цели. Как ни странно, переработанный кевлар также может в этом помочь.

Для тех из вас, кто плохо знаком с этой темой, осмос означает прохождение воды через мембрану. А электричество генерируется с морской водой. Подумайте, соль и ионы, и вы на правильном пути.

Если морская вода отделена от пресной воды мембраной, обе стороны будут стремиться к равновесию. Это оказывает давление на мембрану, и давление может быть преобразовано в энергию.

Это звучит достаточно просто, но суть кроется в деталях. Австралийская команда из Института пограничных материалов при Университете Дикина объясняет, что осмотические мембраны «должны сочетать высокие механические свойства с высоким поверхностным натяжением, плотностью наноканалов, масштабируемостью производства и устойчивостью к воздействию окружающей среды».

Исследователи возятся с осмотическим давлением для выработки электроэнергии, по крайней мере, с 1970-х годов, но большая часть их работы осталась в лаборатории.

Потенциал для коммерческого применения начал расти в последние годы, отчасти благодаря достижениям в методах изготовления, которые позволяют исследователям собирать новые материалы в наноразмерном масштабе.

Австралийский проект является хорошим примером того, как быстро поле осмотической энергии (иначе говоря, осмотическая сила или «голубая» энергия) может ускоряться с этого момента.

Команда была вдохновлена ​​осмотической активностью в организме человека. В частности, исследователи отметили сильный-слабый контраст между костями и мягкими тканями в сочетании с контрастом в их способности переносить ионы.

Кость очень крепкая, поэтому новый материал, основанный на структуре кости, может создать прочную мембрану. К сожалению, кости очень плохо переносят ионы.

Мягкие ткани, такие как хрящевые и почечные мембраны, очень хорошо переносят ионы, но их структура создает очень слабую мембрану.

Решение состояло в том, чтобы создать композитную мембрану, используя наноразмерные слои каждого материала. Исследовательская группа выбрала волокна арамида для мягких тканей и тромбоциты нитрида бора для костей.

Если вы знаете, что такое нитрид бора, это важно с точки зрения коммерческого успеха новой мембраны, потому что она относительно дешевая.

Тромбоциты из нитрида бора образуют порошкообразное вещество, которое широко используется для контроля тепла в бытовой электронике, аккумуляторах и многих других применениях.

Арамид относится к виду синтетических волокон, которые используются при изготовлении кевларовых жилетов и другого высокопроизводительного снаряжения.

Вторичная переработка арамида – это уже вещь, и команда ожидает, что использование переработанных арамидных волокон в их новой мембране также поможет помочь.

Одним из ключевых выводов является то, что новая мембрана демонстрирует «высокую жесткость и прочность на разрыв даже при воздействии многократных перепадов давления и градиентов солености».

Новая мембрана также демонстрирует перспективы по плотности и диапазону температур:

«Общая плотность генерируемой мощности на больших площадях превышала 0,6 Вт/м2 и сохранялась в течение 20 циклов (200 ч), демонстрируя исключительную надежность. Кроме того, мембраны показали высокую эффективность в сборе осмотической энергии в беспрецедентно широких диапазонах температур (0–95 ° C) и pH (2,8–10,8), необходимых для экономической жизнеспособности генераторов осмотической энергии».

Команде еще предстоит проделать определенную работу по оптимизации производительности, поэтому не ищите эту новую мембрану на полках вашего магазина бытовой техники в ближайшее время.

Важно то, что осмотические системы расширяют спектр возможностей для сбора энергии из океана – в отличие от, скажем, бурения шельфа в поисках нефти и природного газа.

 

https://econet.ru/articles/vozobnovlyaemaya-energiya-iz-okeana


14.01.2020