Sähköenergiaa tippa kerrallaan

Osakan yliopiston tieteellisen ja teollisen tutkimuksen instituutin (SANKEN) tutkijat ovat osoittaneet, että sähköä voidaan saada vedestä, jossa on korkea suolapitoisuus, kuten merivedestä. Suurempi kuva

Osmoosissa liuenneiden ionien tai molekyylien spontaani liike puoliläpäisevän kalvon läpi, kun näiden kahden puolen välillä on pitoisuusero, voidaan valjastaa sähkön tuottamiseen.

Käytännöllisyyden vuoksi tämän kalvon on kuitenkin oltava erittäin ohut ja erittäin selektiivinen, jotta ionit - mutta eivät vesimolekyylit - pääsevät läpi.

Nyt Osakan yliopiston johtama tutkimusryhmä on käyttänyt tavanomaista puolijohdekäsittelytekniikkaa hallitakseen tarkasti nanohuokosten rakennetta ja järjestystä ultraohuessa piikalvossa. Koska nämä valmistusmenetelmät ovat olleet olemassa vuosikymmeniä, kustannukset ja suunnittelun monimutkaisuus minimoituivat. Lisäksi huokosten kokoa ja sijaintia voitiin hallita tarkasti.

Käyttämällä yksittäistä 20 nm:n kokoista nanohuokosta laite saavutti huipputehokkuuden 400 kW/m2. Mutta havaittiin myös, että liian monien nanohuokosten lisääminen kalvoon itse asiassa vähensi saatavaa tehoa.

Optimaalinen konfiguraatio saavutettiin 100 nm:n kokoisilla nanohuokosilla, jotka on järjestetty yhden mikrometrin etäisyydelle toisistaan ja tällöin osmoottinen tehotiheys oli 100 W/m2.

Singaporen Nanyangin teknillisen yliopiston (NTU Singapore) tutkijat ovat puolestaan kehittäneet edullisen laitteen, joka voi valjastaa tuulen energiaa kevyelläkin tuulella ja varastoida sen sähköksi.

Vaikka tuulen nopeus on vain kaksi metriä sekunnissa, laite voi tuottaa kolmen voltin jännitteen ja parhaimmillaan se tuottaa sähkötehoa 290 mikrowattia, joka riittää toimittamaan virtaa kaupalliseen anturilaitteeseen joka lähettää informaatiota matkapuhelimeen tai tietokoneeseen.

Laite kehitettiin valjastamaan tehokasta tuulienergiaa alhaisin kustannuksin ja vähäisellä kulumisella. Sen runko on valmistettu kuituepoksista, sekä muista edullisista materiaaleista, kuten kuparista, alumiinifoliosta ja polytetrafluorietyleenistä.

Sen toiminta perustuu tuulen tuottamaan rakenteellisen värähtelyiskujen kautta tribosähköisen generaattorin, jossa varaus siirtyy alumiinifoliosta kuparikalvoon. Harvesteri pystyi varastoimaan ylimääräistä varausta, joka riitti tuottamaan ylläpitovirtaa tuulettomina aikoina.

NTU-tiimi tekee lisätutkimuksia parantaakseen entisestään laitteensa energian varastointitoimintoja sekä tekee kokeiluja eri materiaaleilla parantaakseen sen lähtötehoa.

Aiheesta aiemmin:

Sähköä ruosteen avulla

Sähköä veden loiskeesta

Puuperäistä käyttövoimaa langattomille antureille