انرژی علوم پایه

تولید برق از زنگ زدگی فلزات در آب های شور

تولید برق از زنگ زدگی فلزات در آب های شور
نوشته شده توسط shiva salimian

محققان دانشگاه های caltec و northwestern کشف کردند هنگامی که اب نمکی بر روی ورقه های نازک زنگ زده جریان پیدا میکند برق تولید میشود. این فرایند پیش از این در ماده ی دیگری به نام گرافین (که یکی از آلتروپ های کربن میباشد) مشاهده شد اما افزایش مقیاس زنگ زدگی بسیار آسانتر است.

اشتراک گذاری

تولید برق از زنگ زدگی فلزات

محققان دانشگاه های caltec و northwestern کشف کردند هنگامی که آب نمکی بر روی ورقه های نازک زنگ زده جریان پیدا میکند برق تولید میشود. این فرایند پیش از این در ماده ی دیگری به نام گرافین (که یکی از آلتروپ های کربن میباشد) مشاهده شد اما افزایش مقیاس زنگ زدگی بسیار آسان تر است.

آب نمک در باتری ها یک عنصر رایج است و معمولا به عنوان الکترولیت حضور دارد، همچنین در لامپ های ساده ی قدرت یافته از آب نمک، باتری های عظیم جریان ردوکس و حتی در نیروگاه های ازمایشی تولید توان اسمزی (توان گرادیان شوری) از آن استفاده میشود.

اما این سیستم جدید برروی روشی متفاوت از تمام مثال های گفته شده کار میکند. در این سیستم به جای واکنش های شیمیایی، زنگ زدگی با استفاده از اثر الکتروکینتیک یا انرژی عبور جریان و حرکت آب، برق تولید میشود. این روش عموما کار میکند زیرا یون های موجود در آب شور الکترون های موجود در آهن را در زیر لایه ی زنگ زده جذب میکنند که با جاری شدن آب نمک و یون های آن جاذبه ی بوجود امده الکترون های اهن را میکشد و جریان الکتریکی ایجاد میکند.

اثری مشابه به این، در گذشته نیز هنگام استفاده از گرافین به جای زنگ آهن مشاهده شده اما مشکل استفاده از گرافین آنجاست که ساخت و افزایش میزان آن به مقدار لازم و در مقیاس کاربردی هنوز هم مشکل است. صفحات بزرگ آهن و سپس شکل گیری زنگ زدگی بر روی سطح آن مواردی است که روش های صنعتی فعلی برای دستیابی به آنها تجهیز شده است.

برای اطمینان از ایجاد زنگ زدگی در ورقه های نازک بصورت یکنواخت، تیم از فرایندی به نام رسوب بندی بخار (PVD) استفاده کردند، بخار اکسید آهن برای چگالش روی سطحی با ضخامت 10 نانومتر ساخته شده، سپس با استفاده از محلول های اب نمک با غلظت های مختلف آن را ازمایش کردند. آنها دریافتند که این روش برای تبدیل انرژی جنبشی به الکتریسیته _حدود 30 درصد_ به طرز شگفت انگیزی کار امد است و میتواند چند دو جین میلی ولت و چندین میکرو امپر در هر سانتی متر مربع از اهن زنگ زده تولید کند، که این نشان میدهد افزایش مقیاس آن میتواند میتواند مقادیر کاربردی برق تولید کند.

به گفته ی tom miller نویسنده ی تحقیقات ” برای انکه چشم اندازی از این روش داشته باشیم میتوان گفت، صفحات با مساحت 10 متر مربع که هر کدام چند کیلو وات برق در هر ساعت تولید میکنند که برای یک خانه ی معمولی در امریکا کافی است.” البته برنامه های کم تقاضا در مناطق دور افتاده از جمله دستگاه های کم مصرف در آینده ی نزدیک امیدوار کننده تر هستند.

به گفته ی miller به عنوان مثال میتوان از انرژی جزر و مد و یا حرکت اجسامی که در اقیانوس کار میکنند مانند شناور ها برای تبدیل به انرژی الکتریکی منفعل استفاده کرد و یا با پالس های متناوبی که قلبتان میزند در سیاهرگ های شما آب نمک جاری میشود که از این جریان میتواند برای تولید برق در نیروگاه ها استفاده کرد.

مترجم: بهاره محجوب 

اشتراک گذاری

درباره نویسنده

shiva salimian

دیدگاهتان را بنویسید