Если вы знаете закон Мерфи, вы прекрасно знаете, что по странной иронии судьбы «самая быстрая очередь — это та, что рядом с вашей».
Представьте, что вы действительно оказались в похожей ситуации: Вы застряли в многолюдной очереди, а рядом с вами красивая плавная очередь. Чем бы Вы хотели заняться? Может, вы попытаетесь немедленно двинуться. Именно это и происходит с частицами, участвующими в процессе, называемом «осмос».: они перемещаются из области высокой концентрации в другую область меньшей концентрации. Сегодня исследовательская группа использовала эту тенденцию для создания Janus — мембраны, производящей энергию непосредственно из простой соленой воды.
Как это работает?
Когда ионные соли, состоящие из пучков положительно и отрицательно заряженных частиц, растворяются в воде, пучки разрываются, оставляя положительно и отрицательно заряженные частицы свободными для участия в осмосе.
Размещая тонкие мембраны между соленой и пресной водой, ученые могут создать магистрали для потока частиц, производя электричество, Однако такие мембраны часто дороги в изготовлении и имеют тенденцию относительно быстро изнашиваться. Это приводит к тому, что частицы за короткое время совершают обратный путь, тратя впустую большую часть производимого тока.
Сегодня исследовательская группа разработала новый тип «генератора» — двустороннюю мембрану с разными свойствами для каждой стороны, такими как размер пор на ее поверхности или электрический заряд..
Это способствует постоянному потоку заряженных частиц из стороны в сторону, не позволяя им двигаться в неправильном направлении.
Янус мембрана
Своеобразная характеристика этих мембран привела к определению их названия: Янус, Янус, от имени римского бога ворот и переходов.
Мембрана Janus также может иметь разный заряд и разный размер пор на поверхности, чтобы работать с разными типами частиц.
Тесты с соленой водой
Исследователи протестировали мембрану Януса с морской водой с одной стороны и с пресной водой с другой: им удалось преобразовать 35,7% химической энергии, присутствующей в воде, в электричество.
Это эффективность выше, чем у многих ветряных турбин, и выше, чем у нескольких солнечных батарей, как сообщает сегодня журнал Science Advances.
Следующие шаги
Теперь исследователи планируют построить более крупные мембраны, чтобы проверить их поведение в реальных морских и речных условиях.
Если результаты окажутся такими же утешительными, как и результаты «внутренних» испытаний, через несколько лет новые мембраны можно будет использовать для обеспечения энергией сообществ, которые не имеют доступа к другим формам возобновляемой энергии.
