Ученые нашли способ генерировать в 10 раз больше электричества с помощью воды

Исследователи из Королевского технологического института Мельбурна и Мельбурнского университета обнаружили, что текущая вода может генерировать электрический заряд в 10 раз сильнее, чем считалось ранее. Они опубликовали статью о своем открытии в журнале Physical Review Letters.

Ученые заметили: когда капля воды сталкивается с крошечным бугорком или шероховатым пятном на рабочей поверхности, то накапливает силу, пока внезапно не наталкивается на препятствие или не огибает его. В этот момент создается длительный электрический заряд, и ранее такого явления не замечали. Вероятно, он не исчезает, а сохраняется все время движения.

Недавно другая группа ученых нашли еще один необычный способ добычи энергии. Для него требуются алюминий и морская вода.

Понимая, как вода накапливает заряд, можно создать специальные бугристые поверхности, чтобы контролировать производство электроэнергии. отенциальные приложения включают повышение безопасности хранения топлива, улучшение хранения энергии и повышение эффективности зарядки.

"Большинство людей наблюдают, как дождевая вода хаотично стекает по окну или лобовому стеклу автомобиля, но не знают, что это генерирует крошечный электрический заряд. Раньше ученые считали, что это явление происходит, когда жидкость покидает поверхность, которая из влажной становится сухой. В этой работе мы показали, что заряд может создаваться, когда жидкость впервые соприкасается с поверхностью, когда она переходит из сухого состояния во влажное, и он в 10 раз сильнее, чем заряд от влажного к сухому", — объяснил доктор Питер Шеррелл.

Во время исследования ученые использовали воду и материала, используемого в тефлоне, политетрафторэтилена (ПТФЭ). Тефлон используется для транспортировки жидкостей, но не проводит электричество, что мешает безопасно извлекать заряд.

Команда измерила электрический заряд и площади контакта, создаваемые каплями воды, распространяющимися и сжимающимися на плоской пластине из тефлона, что фактически имитировало движение капель по поверхности. Затем использовала специальную камеру для съемки отдельных кадров прилипания и скольжения капель, одновременно измеряя изменение заряда.

Первое соприкосновение воды с поверхностью привело к самому большому изменению заряда — от 0 до 4,1 нанокулонов (нКл). То есть эффективнее всего энергия вырабатывается при падении капель. Исследователи планируют изучить явление прерывистого скольжения с другими типами жидкостей и поверхностей.

Заряд колебался в диапазоне от 3,2 до 4,1 нКл, поскольку взаимодействие воды с поверхностью чередовалось между влажной и сухой фазами.

Для накопления заряда рассматривают не только воду, но и разные существующие виды топлива. Ученые обратили внимание, что возникновение электрического разряда внутри контейнера с легковоспламеняющимися жидкостями может быть опасным, поэтому необходимо безопасно разрядить накопленный на твердой поверхности заряд после того, как жидкость переместится дальше.

"В настоящее время при использовании существующих видов топлива накопление заряда снижается за счет ограничения потока, использования присадок или других мер, которые могут оказаться неэффективными в новых видах топлива. Эти знания могут помочь нам разработать покрытия, которые могут снизить заряд в новых видах топлива", — добавил Джо Берри, эксперт по гидродинамике с кафедры химической инженерии Мельбурнского университета.