Наноканалы генерируют электричество за счёт тока жидкости
Небольшие каналы, создаваемые на субстрате, постоянно ассоциировались с «лабораториями на чипе». Но, наноразмерная геометрия может употребляться и в противном случае – для выработки электричества.
Учёные из Нидерландов показали эффективность преобразования энергии с КПД 3.25% при течении солевого раствора через канал 75 светло синий глубиной, 50 мкм шириной и 4.5 мм длиной.
В возможности группа из Технологического Университета Дельфта рассчитывает добиться эффективности 10%. Исследователи уверены в том, что данный способ может обеспечить микро- и нанофлюидные устройства «бортовыми» источниками энергии.
Способ электрокинетической генерации электричества основан на разности давлений на протяжении наноканала, прокачивающей водный раствор KCl либо LiCl от одного финиша к второму. Перемещение жидкости индуцирует ток, пропускаемый через внешнее сопротивление, совершая, так, работу.
Рис. 1. Жидкостный наногенератор
Около стены канала, на поверхности раздела жидкость-субстрат, зарядовая нейтральность жидкости нарушается, что совершает вероятной выработку электроэнергии. А потому, что наноразмерные каналы имеют высокое отношение поверхности к количеству, в них данный эффект особенно силён. Сама мысль получения электричества посредством жидкости, текущей через узкий канал, не нова, но сейчас успехи разработок изготовления нанообъектов разрешают создавать и испытывать настоящие устройства.
Учёные наносили каналы конкретно на поверхность плавленого кварца. Как выяснилось, плотность поверхностного заряда этого материала фактически оптимальна для таких опытов. Но, предстоящее увеличение эффективности способа требует поисков материала либо покрытия с такой же плотностью поверхностного заряда, но меньшей штерновской проводимостью – за счёт этого результата сам материал действует, как параллельно включённый проводник, через что идёт утечка электроэнергии.
Василий Артюхов
