QAZAQ GREEN. Китайские исследователи утверждают, что нашли способ непрерывного производства электроэнергии из воды в герметичном контейнере, забирая тепло из окружающей среды для создания пара для выработки энергии.
В то время как для работы гидровольтаических элементов на основе солнечных батарей необходим солнечный свет, команда из Китайской академии наук утверждает, что их элементы не нуждаются в этом, а их устойчивость к ветру и влажности позволяет использовать их в суровых условиях, например, в пустынях или в темноте.
«Мы создали герметичный гидровольтаический элемент (HHC) для сбора тепла окружающей среды и полностью устранили ограничения, связанные с условиями окружающей среды», — пишет команда в статье, опубликованной 12 ноября в рецензируемом журнале Nature Communications.
«Мы ожидаем, что герметичная гидроэлектрическая ячейка и гидроэлектрический эффект внутренней циркуляции позволят генерировать электроэнергию по низкой цене, с легкой доступностью и широкой применимостью».
По словам авторов, их ячейка обеспечивает стабильную выработку электроэнергии в течение 160 часов при незначительном потреблении воды, что может сделать ее хорошим кандидатом для использования в экстремальных условиях, таких как пустыни с дефицитом воды, влажные тропические леса и подземные инженерные объекты.
Гидровольтаическая генерация электричества — получение энергии от взаимодействия воды с поверхностью — является источником «зеленой» энергии, которая может помочь снизить зависимость от ископаемого топлива.
Однако применение гидровольтаических генераторов было ограничено условиями окружающей среды, такими как освещенность и ветер. По словам команды, для работы нынешних гидровольтаических устройств требуется низкая влажность, и они постоянно потребляют воду.
Чтобы преодолеть эти трудности, исследователи разработали герметичную ячейку с внутренним блоком генерации электроэнергии, изготовленную из сажи и папиросной бумаги, чтобы обеспечить капиллярное действие.
«Небольшие колебания температуры окружающей среды и разработанный гетерогенный фитильный бислой обеспечивают непрерывное испарение и капиллярный поток внутри герметичной ячейки, формируя процесс циркуляции воды», — пишет команда.
Тепло окружающей среды, которое является неисчерпаемым низкосортным источником энергии, используется в процессе капиллярного испарения и вырабатывается в виде электричества.
«Хотя HHC демонстрирует умеренное напряжение разомкнутой цепи, учитывая нулевое потребление воды, он все равно обладает высочайшей эффективностью энергосбережения», — говорят исследователи.
Исследуя возможности сбора энергии в своей ячейке, команда заявила, что им удалось обнаружить ранее неизвестный внутренний циркуляционный гидровольтаический эффект.
Исследование также показало, что постоянные колебания температуры, которые обычно негативно сказываются на сборе энергии, могут обеспечить стабильную выработку энергии с помощью замкнутой циркуляции внутри клетки.
«Предполагается, что универсальное применение, стабильная выработка и отсутствие потребления делают HHC и эту стратегию устойчивой циркуляции воды эффективными для самых разных ситуаций», — говорят исследователи.
«Более того, созданная система циркуляции воды, а также связанные с ней процессы преобразования энергии, безусловно, вдохновят на инновационный дизайн разнообразных устройств».