تولید انرژی الکتریکی از تبخیر آب

تولید انرژی الکتریکی

پژوهشگران چینی یک منبع تغذیه الکتریکی ساخته‌اند که با تبخیر آب از نانومواد کربنی کار می‌کند. این وسیله تقریباً ۲/۵ سانتی‌متر طول دارد و می‌تواند ولتاژی در حدود ۱/۵ ولت تولید کند- یعنی به اندازه‌ی یک باتری AA استاندارد.

در حالی که این باتری فقط چند صد نانوآمپر تولید می‌کند، گروه پژوهش با اتصال چند تا از آن‌ها یک صفحه‌نمایش کریستال مایع (LCD) را روشن کردند. به گفته‌ی محققان، با پیشرفت‌های بعدی می‌توان از این وسیله برای تجهیزات استریلیزه و تصفیه یا شیرین کردن آب در نواحی گرم کره‌ زمین استفاده کرد.

این باتری توسط گروهی به سرپرستی وانلین گیو Wanlin Guo در دانشگاه نانجینگ و جون ژو Jun Zho در دانشگاه هوآژونگ ساخته شده است. ساختار آن شامل لایه‌نشانی نانوتیوب‌های کربنی چند‌جداره (MWCNT) روی پایه‌ی کوارتز برای ایجاد دو الکترود است. پایه حدود ۲۵ میلی‌متر طول دارد و در هر سر آن دو الکترود ۲ میلی‌متری قرار دارد. سپس کربن سیاه- ذرات ریزی از کربن به قطر تقریبی ۲۰ نانومتر- لایه‌نشانی شده و پایه را تا ضخامت ۷۰ میکرومتر می‌پوشاند. آنگاه سیم‌های مسی به هر الکترود متصل شده و مدار با یک ولت‌متر کامل می‌شود.

غوطه‌ور در آب

یک انتهای وسیله در بِشِری از آب دی‌یونیزه شده قرار داده می‌شود به طوری که چند میلیمتر پایینیِ وسیله غوطه‌ور باشد. ظرف یکساعت، فعالیت مویینی آب را به نقاط سابقا خشک رسانده و از لبه پایینی تا حداکثر ۲۰ میلیمتر بالا می‌کشد. همین‌طور که آب بالا می‌رود، ولتاژ بین الکترودها افزایش یافته و در یکساعت به مقدار بیشینه ۱ ولت می‌رسد.

وقتی این وسیله و بشر درون محفظه‌ای بسته قرار گرفت که بخار آب نمی‌توانست از آن خارج شود، ولتاژ ظرف ۱۵ دقیقه به صفر رسید- و با برقراری تهویه به سرعت به مقدار قبلی برگشت. جریان هوا، که مشخصاً سرعت تبخیر را افزایش می‌دهد، ولتاژ را تا ۱/۵ ولت رساند. از طرف دیگر، افزایش رطوبت محیط با ممانعت از تبخیر ولتاژ را کم می‌کرد. رویهمرفته، به عقیده‌ی پژوهشگران، این مشاهدات تایید می‌کنند که تبخیر علت کارکردن وسیله است.

پتانسیل جریان

بررسی طیف‌سنجی فروسرخ از این وسیله نشان می‌دهد که انرژی الکتریکی از طریق پتانسیل جریان ایجاد شده است. این فرآیندی الکتروشیمیایی وقتی رخ می‌دهد که یک الکترولیت با گرادیان فشار از طریق یک کانال یا منفذ تحریک می‌شود.

گروه سپس چهار تا از این وسیله‌ها را به صورت سری به هم متصل کرد تا منبعی با ۳۸۰ نانوآمپر در ۴/۸ ولت داشته باشد- این مقدار برای راه اندازی یک صفحه نمایش کریستال مایع کافی است. پژوهشگران می‌گویند که با بهینه کردن فرآیندهای جریان و تبخیر می‌توان عملکرد وسیله را بهبود بخشید.

این تحقیق درNature Nanotechnology گزارش شده است.

منبع : انجمن فیزیک ایران

شاید این مطالب را هم دوست داشته باشید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*