Вода, протекающая через тонкую пробирку с полимером, в короткие всплески или пробки, как показано на этих иллюстрациях и изображениях, может производить электричество. Кредит: адаптирован из ACS Central Science 2025, doi: 10.1021/acscentsci.4c02110
Когда два материала вступают в контакт, заряженные организации на их поверхностях немного подталкивают. Вот как потирать воздушный шар на коже создает статическое электричество. Аналогичным образом, вода, протекающая по некоторым поверхностям, может получить или потерять заряд.
Теперь исследователи, отчитывающиеся в ACS Central Science Использовали явление для генерации электричества от капель, похожих на дождь, перемещающихся через трубку. Они демонстрируют новый вид потока, который делает достаточную мощность, чтобы осветить 12 светодиодов.
«Вода, которая пропадает через вертикальную трубку, генерирует значительное количество электричества, используя определенную картину потока воды: поток штекалеров», — говорит Сиоулинг Со, соответствующий автор исследования. «Этот шаблон потока пробки может позволить собирать энергию дождя для получения чистой и возобновляемой электроэнергии».
Когда вода перемещает турбину, она генерирует электричество. Тем не менее, гидроэлектростанция ограничена местами с большими объемами воды, такими как реки. Для меньших и более медленных объемов воды альтернативой является разделение заряда, явление, которое производит электрические заряды, когда вода перемещается через канал с электрически проводящей внутренней поверхностью. Но разделение заряда чрезвычайно неэффективно, потому что оно ограничено поверхностью, которую вода перемещается.
Ранее ученые пытались повысить свою эффективность, сделав больше площади поверхности, доступными через микро- или наноразмерные каналы для непрерывного потока воды. Тем не менее, вода естественным образом не проходит через такие крошечные каналы, и, если она накачивается, она требует большей энергии, чем генерируется. Таким образом, SOH, Chi Kit AO и коллеги хотели производить электричество, используя более крупные каналы, которые может пройти дождевая вода.
Команда разработала простую установку, в которой вода вытекала из дна башни через металлическую иглу и подталкивала капли размером с дождь в открытие 12-дюймовой (32-сантиметровой) и 2-миллиметровой вертикальной полимерной трубки. Фуна столкновения капель в верхней части трубки вызвало поток штекеры: короткие столбцы воды, вкрапленные карманами воздуха.
Когда вода текла вниз по внутренней части трубки, электрические заряды отделялись. Затем воду собирали в чашке ниже трубки. Провода были размещены в верхней части трубки, а в чашке собрали электричество.
Система потока заглушки преобразовала более 10% энергии воды, падающей через трубки в электричество. И по сравнению с водой, протекающей в непрерывном потоке, поток штепсельной штекеры производил на пять порядков больше электроэнергии. Поскольку проверенные скорости капель были намного медленнее, чем дождь, исследователи предполагают, что система может быть использована для сбора электроэнергии с падения дождей.
В другом эксперименте исследователи наблюдали, что движущаяся вода через две трубки, одновременно или последовательно, генерировала удвоение энергии. Используя эту информацию, они направляли воду через четыре трубки, а установка постоянно включала 12 светодиодов в течение 20 секунд.
Исследователи говорят, что энергия потока штепсельной витрины может быть проще для настройки и обслуживания, чем гидроэлектростанции, и это может быть удобно для городских пространств, таких как крыши.
Больше информации:
Проток завола: генерирование возобновляемого электричества с водой из природы, нарушая предел длины Дебая, ACS Central Science (2025). Doi: 10.1021/acscentsci.4c02110
Информация журнала:
Центральная наука ACS предоставлена Американским химическим обществом
Цитирование: Шаг к использованию чистой энергии от падения дождевой воды (2025, 16 апреля) извлечен 16 апреля 2025 года из этого документа подлежит авторским правам. Помимо каких -либо справедливых сделок с целью частного исследования или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только для информационных целей.
