Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы

Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
  • Главная
    • Главная

      • Твердотопливные котлы и печи, камины
      • Системы отопления и охлаждения
      • Альтернативная энергия
      • Водоснабжение и водоотведение
      • Вентиляция и кондиционирование
      • Оборудование и материалы
      • Энергоэффективность и энергосбережение
      • Природные ресурсы, экология и строительство
      • Ядерная энергетика
      • Новости, обзоры, события
      • Исследования
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • Контакты
      • Разместить статью
Фото: Northwestern University. Капли воды на металлическом нанослое
Фото: Northwestern University. Капли воды на металлическом нанослое

Электричество из дождевой воды и металла

Альтернативная энергия

Опубликовано: 08.10.2019

Обновлено: 25.08.2021

 1499

Плиты площадью 10 м² каждая будут генерировать несколько киловатт-час электроэнергии: этого достаточно для типового дома

Гидроэлектроэнергия - самый известный с древности возобновляемый энергетический ресурс, однако теперь исследователи предлагают совершенно иной способ производства электроэнергии с помощью воды.

В статье, опубликованной в журнале PNAS [1], говорится, что электричество можно вырабатывать, просто пропуская воду через чрезвычайно тонкие слои недорогих окисленных металлов, в том числе железа. Если эту технологию рассматривать в промышленном масштабе, то можно получить совершенно новую технологию экологически чистого производства электроэнергии.

Проводящие пленки из металла имеют толщину всего 10 нанометров и каждая из них изолирована оксидным слоем толщиной 2 нанометра. Когда дождевая или морская вода движутся вдоль поверхности пленок, электроны из жидкости переходят в металл и возникает электрический ток.

Оксидный слой в этом процессе играет ключевую роль, поскольку присутствие оксидов помогает перемещать электроны. Так как пленки прозрачны, то их можно поместить в солнечные элементы, чтобы повысить выработку электроэнергии.

«Большая площадь металлических пленок и легкость, с которой их можно наносить на поверхности из пластмассы, позволяют создавать трехмерные структуры и пропускать через них большие объемы жидкости».

«Можно изготовить складное устройство, вырабатывающее электроэнергию, которое поместится, например, в рюкзак. Из-за того, что пленки прозрачны, их можно использовать в конструкции солнечных элементов или в остеклении зданий, вырабатывая электроэнергию во время дождя».

Похож на графен

Измерения показали, что предлагаемая технология может конкурировать с устройствами на основе графена, показывая КПД около 30%. Однако, в отличие от углеродных нанотрубок и графена, этот новый метод представляет собой одностадийное производство электроэнергии из элементов, которыми богата земля, а не многоступенчатый преобразовательный процесс.

Обнаружено, что железо, никель и ванадий подходят для этого метода лучше всего. Используя процесс, называемый физическим осаждением из паровой фазы, твердые материалы преобразуются в пары и конденсируются на подготовленной поверхности.

Устройства, использующие эту технологию, генерируют десятки милливольт и несколько микроампер на квадратный сантиметр при скоростях потока воды всего несколько см/с. «В будущем плиты площадью 10 м² каждая будут генерировать несколько киловатт-час электроэнергии: этого достаточно для типового дома». «Менее требовательные потребители энергии, в том числе устройства, находящиеся в удаленных местах, станут более востребованы».

 

Ссылки:

1. https://doi.org/10.1073/pnas.1906601116

 

Источник: Siliconrepublic

0.00%
0 0
 Теги:

Публикации на похожую тему:

Низкопотенциальная энергия для использования в отоплении

Низкопотенциальная энергия для использования в отоплении

Обновлено: 07.03.2019
 1756
Фото: Сборщик энергии. Penn Engineering. YouTube

Устройство «поедает» металл и производит электроэнергию

Обновлено: 18.01.2022
 1294
Фото: Идея сжигания металлических порошков не нова, например, они веками использовались в фейерверках. С середины 20-го века они используются в твердотопливных ракетах-носителях космических кораблей. <b>Thomas Staub</b> с сайта <b>Pixabay</b>

Чистые металлические порошки можно сжигать как топливо

Обновлено: 04.05.2020
 1949

Комментарии:

Ахмед Мунгиев

Положим «десятки милливольт» - это - 50 мВ, а «несколько микроампер» - это - 5 микроампер, тогда мощность с 1 см² = 250∙10¯⁹ Вт. Считаем: 250∙10¯⁹ Вт/см²; 10 м²=10⁶ см²; Итого: 10¯⁹∙10⁶∙3600 = 3,6 Вт∙час. Ватт, а не киловатт!!!

Редакция

Здесь ключевым фактором, в том числе, является скорость потока жидкости. Данные значения силы тока и напряжения возникают при скоростях потока воды всего в несколько см/с. В статье поправил. Соответственно, при увеличении мощности, скорость движения жидкости будет другой. Кроме этого, в статье говорится, что технология нанесения металла позволит создавать трехмерные конструкции, что увеличит площадь контактной поверхности плиты. Площадь панелей 10 м², которые должны будут генерировать электричество, приведена для примера прикладного использования, для владельцев конкретной недвижимости. Это как ориентир, «в перспективе», для движения к коммерциализации технологии. Понятно, что при площади панели с футбольное поле, эта технология никому не будет интересной.

Igorr Lavrenkoff

Плита площадью 10 кв. метров - это ни о чем. Сколько воды придется пропускать через устройство, чтобы выработать эти несколько киловатт? закон сохранения энергии вроде никто не отменял.

Если вы хотите оставить в этой ветке свой комментарий, то, пожалуйста, напишите об этом на странице с контактами

Недавние публикации

Звуковые эффекты в зданиях напрямую зависят от материалов, из которых сделаны потолки, стены, двери и другие ограждающие конструкции. Фото: Rockfon

Звукопоглощение, звукоизоляция и фоновый шум в зданиях

Обновлено: 26.07.2022  636
Тепло выделяется из оксида марганца, когда молекулы воды поглощаются слоистой структурой. Ⓒ Norihiko L. Okamoto

Вода усиливает способность материала поглощать и отдавать тепло

Обновлено: 21.04.2022  640
Струи пламени нагревают теплообменник в печи с принудительной подачей разогретого воздуха в систему отопления. Service Champions

Отопительные печи с принудительной подачей воздуха в помещение

Обновлено: 07.05.2022  606

Популярные категории

  • Системы отопления и охлаждения55
  • Природные ресурсы, экология и строительство91
  • Оборудование и материалы85
  • Водоснабжение и водоотведение23
  • Энергоэффективность и энергосбережение44

Разместить статью

Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

Ссылки:

  • Контакты
  • Разместить статью
  • Конфиденциальность
VK Telegram

© 2023 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

Отправить сообщение об ошибке?

Ошибка:
Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.