Разработана дешевая система подводного генерирования энергии
Китайские ученые, вдохновленные способностью морских организмов переключаться с анаэробного на аэробное дыхание, разработали систему, электрохимически извлекающую энергию из морской воды.
Устройство подходит для питания автономных устройств, работающих под водой, сообщает sciencedaily.com. Подобным системам одновременно требуются источники большой энергоемкости и удельной мощности. Лян Тан, Ху Цзян и Мин Ху с командой из Восточно-китайского педагогического университета Шанхая, Шанхайского университета и Китайской исследовательской академии экологических наук разработали систему, автоматически переключающуюся между двумя состояниями. Ученые использовали принцип смены анаэробного дыхания на аэробное, применяемый некоторыми морскими организмами.
Ключом к успеху стал катод из берлинской лазури, структуры с открытым каркасом, где ионы цианида выполняют роль «стоек», железа – узловых соединений. Она принимает и отдает электроны. В сочетании с металлическим анодом, система может генерировать электричество из соленой воды.
При небольшой потребности в энергии, электроны проходят на катод, передаваясь прямо в растворенный кислород. Так как последнего много в морской воде, слабый ток, теоретически, может подаваться бесконечно. Но концентрации растворенного кислорода недостаточно для больших мощностей – катод не может сразу принять все электроны. Берлинская лазурь хранит их, восстанавливая окисленное железо с +3 до +2. Для поддержания баланса зарядов, в структуру входят положительные иона натрия. Их обилие в морской воде позволяет быстро поглощать электроны. При снижении потребности в энергии частицы опять уходят в кислород, генерируемый структурой. Fe(2+) окисляется до Fe(3+), высвобождая натрий.
Система сохраняет стабильность в морской воде, выдерживая множество циклов переключения между режимами. Она может непрерывно работать в состоянии подачи большой мощности без ухудшения характеристик. В таком режиме устройство запитало 39 светодиодов и пропеллер.
Материалы партнеров:
Читайте другие новости:
Читайте также