Исследователи из Сингапура обнаружили эффективный способ получения электрической энергии с помощью падающих капель воды. Они реализовали разделение электрических зарядов, направляя капли воды через узкую вертикальную трубку, создавая так называемый «пробковый поток». Этот метод позволил собрать достаточно электрических зарядов, чтобы питать 12 светодиодов. Потенциально использование этой технологии на крышах зданий в городах может стать экономически выгодной альтернативой гидроэлектростанциям.
Об этом сообщает ProIT
Инновационный подход к генерации электричества
Когда два материала вступают в контакт, их электрические заряды могут изменяться, о чем свидетельствует явление статического электричества. Аналогичным образом, вода, протекающая по различным поверхностям, может накапливать или терять электрический заряд. «Вода, падающая через вертикальную трубу, генерирует значительное количество электроэнергии, используя определенную модель потока воды: пробковый поток. Эта модель может позволить собирать энергию дождя для производства чистой и возобновляемой электроэнергии», — отметил автор исследования Сиулинг Сох.
В отличие от традиционных гидроэлектростанций, которые требуют больших объемов воды для вращения турбин, новая технология разрабатывалась для работы с меньшими и более медленными потоками. Разделение зарядов позволяет получать электричество из воды, протекающей по каналам, выстланным проводящими материалами, хотя существует ограничение, так как заряды накапливаются только на поверхности, с которой контактирует вода.
Эффективность новой технологии
Для повышения эффективности исследователи экспериментировали с микро- и наномасштабными каналами, однако они оказались настолько узкими, что затрудняли свободный проход воды. В результате ученые разработали простую установку, которая позволила получать капли размером с дождевые, которые попадали в отверстие вертикальной трубки. Благодаря пробковому потоку, который образовывался во время столкновения капель, удалось достичь разделения электрических зарядов.
Согласно данным исследователей, новая система может преобразовывать 10% энергии стекающей воды в электричество, что значительно превышает эффективность непрерывного потока воды. Поскольку протестированные скорости капель были ниже скорости дождя, ученые считают, что эту технологию можно адаптировать для сбора электрической энергии во время дождей.
«Энергия пробкового потока может быть проще в настройке и обслуживании, чем гидроэлектростанции, и она может быть удобной для городских пространств, таких как крыши», — подытожили ученые.
Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Central Science.