با ساخت نانوابزاری محقق شد؛
تولید برق از آب شور و آب لوله کشی شهری!
نئوپدیا: پژوهشگران دستگاهی ساختند که می تواند از آب شور و آب لوله کشی های شهری، برق تولید نماید. این کار با الهام از پروسه تبخیر در گیاهان انجام شده است.
به گزارش نئوپدیا به نقل از مهر، تبخیر یک پروسه طبیعی است که درهمه جا دیده می شود، تقریباً نیمی از انرژی خورشید که به زمین می رسد، صرف فرآیندهای تبخیر می شود. از سال ۲۰۱۷، پژوهشگران در تلاش اند تا پتانسیل انرژی تبخیر را بوسیله اثر هیدروولتائیک (HV) مهار کنند. در این ابزار عبور یک سیال از سطح حامله دستگاه نانویی منجر به تولید الکتریسیته می شود.
تبخیر یک جریان مداوم در درون نانوکانال داخل این دستگاه ایجاد می کند، که این جریان نقش پمپ را ایفا کرده و به حرکت سیال کمک می نماید. این اثر در میکرولوله های درون شاخ و برگ گیاهان مشاهده می شود، جایی که به لطف تلفیقی از فشار مویرگی و تبخیر طبیعی، حمل و نقل آب در کل گیاه رخ می دهد.
اگرچه هم اکنون دستگاه های هیدروولتائیک وجود دارد، اما درک عملکردی بسیار کمی از شرایط و پدیده های فیزیکی حاکم بر تولید انرژی در مقیاس نانو وجود دارد. این یک شکاف دانش است که جولیا تاگلیبو و همکارانش به سراغ آن رفتند.
آن ها تلفیقی از آزمایش و مدل سازی چندگانه را برای توصیف جریان سیال، جریان یون و اثرات الکترواستاتیک را با هدف بهینه سازی دستگاه های HV انجام دادند.
با استفاده از یک پلت فرم جدید، این گروه برای نخستین بار مبادرت به بررسی برهمکنش های بین سطحی در پدیده هیدروولتائیک کردند. این گروه دریافتند که دستگاه هیدروولتائیک می تواند در محدود وسیعی از شوری کار کند در صورتیکه قبل از این تصور می شد که نیاز به آب کاملا خالص است تا بهترین عملکرد به دست آید.
در این پروژه پژوهشگران با بهره گیری از روش لیتوگرافی کلوئیدی نانوکره موفق به ساخت این دستگاه شدند. با این روش می توان شبکه هگزاگونالی از نانوستون های سیلیکون را با دقت در فضایی مشخص ایجاد کرد. این فضای بین ستون ها کانال هایی ایده آل برای تبخیر نمونه به وجود می آورد که به آسانی می توان آنرا تنظیم کرد تا درک بهتری از اثر محدودیت فضا را به دست آورد.
انور توضیح می دهد: «در بیشتر سیستم های سیال حاوی محلول های نمکی، شما تعداد برابر یون های مثبت و منفی دارید. با این وجود، وقتی مایع را به یک نانوکانال محدود می کنید، فقط یون هایی با بار مخالف سطح حامله باقی می مانند که این به مفهوم تولید جریان و ولتاژ است. با افزایش غلظت یون های سیال، بار سطحی الکترود نانوابزار نیز بیشتر می شود. در نتیجه می توانیم از سیالات با غلظت بالاتر نمک استفاده نمائیم که این به مفهوم ساده سازی دستگاه های تولید برق است که می تواند از آب شیر یا حتی آب شور نیز استفاده نماید.»
منبع: neopedia.ir
این مطلب نئوپدیا را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب