Нанотрубки в осмотических электростанциях

// // Интересное в сети //

В результате исследований, проводимых группой ученых из французского Национального научного центра, было обнаружено возникновение сильных электрических токов при осмотическом потоке через нанотрубки, выполненные из нитрида бора. Таким образом наличие этих нанотрубок, пронизывающих мембрану осмотических электростанций, способно на три порядка повысить эффективность получения осмотической энергии.

Так, теоретически возможно создание из двух резервуаров с водой, обладающей различными коэффициентами солености, возобновляемого источника энергии. Ограничения на реализацию данного проекта накладывает лишь реальная производительность современных осмотических установок, которая слишком мала для рентабельности создаваемых электростанций. Проведенные учеными теоретические расчеты показывают, что при существующей солености воды в устьях рек возможно получение не менее 1 ТВт энергии, что является эквивалентом энергоемкости 1000 ядерных реакторов.

Первоначальной целью научных экспериментов было изучение процессов изменения динамики жидкостей при перемещении их в нанометровом пространстве. Для этого использовалась непроницаемая электроизоляционная мембрана, сквозь которую продевалась нанотрубка. Выполнение этой операции осуществлялось при помощи иглы туннельного сканирующего микроскопа. Для измерения, возникающего при погружении мембраны в жидкость, электрического тока используются электроды, находящиеся в жидкости с обеих сторон мембраны.

Проведя разделение резервуаров с пресной и соленой водой, исследователям удалось добиться значительного электрического тока, который был обусловлен сильным поверхностным отрицательным зарядом нитрида бора, что способствовало притягиванию из солевого раствора катионов. При измерении силы тока, проходящего через одну нанотрубку, была получена величина порядка 1 нА. Это практически в 1000 раз превышает ток, который можно получить применением любых других способов извлечения осмотической энергии.

Проведенная экстраполяция полученных результатов показывает, что мембраны большой площади способны производить до 4 кВт/кв. м (современные установки обладают производительностью в 1000 раз меньшей). При этом расчетный порог рентабельности осмотических электростанций, равный 5 Вт/кв. м, становится во много раз превышен.