Μια ερευνητική ομάδα ανέπτυξε έναν νέο μηχανισμό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας υψηλής απόδοσης από σταγόνες βροχής, ο οποίος μπορεί να λειτουργεί επιπλέοντας σε υδάτινες επιφάνειες. Οι σταγόνες της βροχής δεν προσφέρουν μόνο πολύτιμο γλυκό νερό· μεταφέρουν και ενέργεια που μέχρι σήμερα παρέμενε σε μεγάλο βαθμό αναξιοποίητη. Παρότι η ιδέα της μετατροπής της ενέργειας των σταγόνων σε ηλεκτρισμό έχει μελετηθεί εδώ και χρόνια, τα προηγούμενα συστήματα παρουσίαζαν χαμηλή αποδοτικότητα, υψηλό βάρος και περιορισμένες δυνατότητες να αναπτυχθούν σε μεγάλη κλίμακα.
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Αεροναυπηγικής και Αστροναυπηγικής της Ναντζίνγκ στην Κίνα παρουσίασαν μια διαφορετική προσέγγιση: έναν πλωτό μηχανισμό που χρησιμοποιεί το ίδιο το νερό ως αναπόσπαστο τμήμα της δομής του. Η νέα αυτή τεχνολογία, που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «National Science Review», προτείνει έναν οικονομικό και περιβαλλοντικά φιλικό τρόπο παραγωγής ανανεώσιμης ενέργειας.
Στα περισσότερα υπάρχοντα συστήματα, η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται όταν οι σταγόνες προσπίπτουν σε μια διηλεκτρική μεμβράνη τοποθετημένη πάνω σε στερεό μεταλλικό υπόστρωμα. Αν και τέτοιες διατάξεις μπορούν να δώσουν υψηλές τάσεις, η ανάγκη για βαριά και ακριβά υλικά αποτελεί βασικό μειονέκτημα. Στη νέα σχεδίαση, η συσκευή επιπλέει απευθείας στην επιφάνεια του νερού, το οποίο λειτουργεί ταυτόχρονα ως στήριξη και ηλεκτρόδιο. Με αυτόν τον τρόπο το βάρος μειώνεται κατά περίπου 80% και το κόστος κατά 50% σε σύγκριση με τα προηγούμενα μοντέλα, χωρίς απώλεια στην ηλεκτρική απόδοση.
Όταν οι σταγόνες πέφτουν στη διηλεκτρική επιφάνεια, η αμετατόπιστη φύση του νερού και η ισχυρή επιφανειακή τάση του επιτρέπουν στην ενέργεια να μεταφερθεί αποδοτικά. Τα ιόντα του νερού λειτουργούν ως φορείς ηλεκτρικού φορτίου, μετατρέποντας το νερό σε σταθερό ηλεκτρόδιο. Το αποτέλεσμα είναι τάσεις έως 250 βολτ ανά σταγόνα, τιμές αντίστοιχες με τις παραδοσιακές γεννήτριες που βασίζονται σε στερεές βάσεις.
Η συσκευή, που ονομάζεται W-DEG (Water-integrated Droplet Electricity Generator), δοκιμάστηκε σε διαφορετικές συνθήκες, θερμοκρασίες και επίπεδα αλατότητας, αλλά και σε νερό λιμνών που περιέχει μικροοργανισμούς, χωρίς να παρουσιάσει απώλεια λειτουργίας. Για να αποφεύγεται η συσσώρευση νερού, σχεδιάστηκαν ειδικά ανοίγματα αποστράγγισης που επιτρέπουν τη διοχέτευση του νερού προς τα κάτω, αποτρέποντας παράλληλα την αντίστροφη ροή και δημιουργώντας έτσι ένα αυτορυθμιζόμενο σύστημα.
Οι ερευνητές κατασκεύασαν πρωτότυπο συσκευής επιφάνειας 0,3 τετραγωνικών μέτρων, το οποίο μπορούσε να τροφοδοτήσει 50 LED ταυτόχρονα και να φορτίσει πυκνωτές μέσα σε λίγα λεπτά. Σε μεγαλύτερη κλίμακα, τέτοια συστήματα θα μπορούσαν να εγκατασταθούν σε λίμνες, δεξαμενές ή παράκτιες περιοχές, παράγοντας ενέργεια χωρίς να δεσμεύουν χερσαίες εκτάσεις. Όπως αναφέρει ο επικεφαλής της έρευνας, καθηγητής Γουάνλιν Γκούο, το ότι το νερό συμμετέχει και στη στήριξη και στη μεταφορά φορτίου ανοίγει νέες δυνατότητες για ελαφριά και επεκτάσιμα υδροβολταϊκά συστήματα.
Η χρήση της τεχνολογίας δεν περιορίζεται μόνο στη συλλογή ενέργειας από βροχή. Δεδομένου ότι η συσκευή επιπλέει, μπορεί επίσης να αξιοποιηθεί για την παροχή ενέργειας σε αισθητήρες που παρακολουθούν την ποιότητα του νερού ή την αλατότητα. Παρά το γεγονός ότι οι εργαστηριακές δοκιμές είναι ενθαρρυντικές, ζητήματα όπως το διαφορετικό μέγεθος σταγόνων ή η μακροχρόνια ανθεκτικότητα των υλικών παραμένουν ανοιχτά. Ωστόσο, η παρουσίαση ενός λειτουργικού και επεκτάσιμου πρωτοτύπου θεωρείται σημαντικό βήμα για την πρακτική εφαρμογή της τεχνολογίας.
Διαβάστε ακόμη
El Petrol: Στην Coral πέρασαν οι εγκαταστάσεις της στο Πέραμα (pics)
«Μπαράζ» νέων επενδύσεων από τους ελληνικούς ομίλους πληροφορικής (pics)
Moody’s: Η Ελλάδα ανάμεσα στις λίγες χώρες που μειώνουν το χρέος το 2026 (διαγράμματα)
Για όλες τις υπόλοιπες ειδήσεις της επικαιρότητας μπορείτε να επισκεφτείτε το Πρώτο Θέμα