Американо-китайская группа исследователей разработала прототип
генератора, который способен вырабатывать электричество из энергии
океанических волн за счет трения воды о наноструктурированную
поверхность. Описание установки опубликовано в журнале Angewandte Chemie, кратко содержание статьи приводит Phys.Org.
Прототип представляет собой сосуд с двумя медными электродами и
крышкой, нижняя поверхность которой выполнена из полидиметилсилоксана
(ПДМС). Контакт воды с ПДМС приводит к разделению зарядов, которое
сохраняется после того, когда крышку поднимают и вода с ее поверхности
стекает. В результате, между водой и крышкой возникает разность
потенциалов. На пластине созданы микроскопические нанопирамиды, которые
улучшают разделение зарядов и не дают им рекомбинировать.
По словам авторов статьи, новое устройство можно использовать для
создании водных электростанций — разделение зарядов в них будет
происходить за счет колебания волн. При этом авторы указывают, что с
соленой водой аппарат работает несколько хуже, чем с дистиллированной.
Кроме того, эффективность процесса уменьшается при сильном повышении
температуры.
Подобные генераторы, которые позволяют разделять заряды за счет
трения, называются трибоэлектрическими, а само явление было известно еще
Фалесу Милетскому в начале VI века до нашей эры. Отличие прототипа от
известных устройств заключается в том, что в последних трение всегда
происходит между твердыми веществами, а высокая влажность крайне
негативно влияет на их работу. Соответственно, они не подходят для
использования в океане.
Для перевода энергии волн в электричество сейчас существует большое
количество генераторов, многие из которых уже длительное время проходят
испытания. Например, генераторы Пеламис,
которые развернуты у берегов Португалии, подключены к сети с 2004 года,
а их мощность составляет более двух мегаватт. Они работают за счет
создания внутренних механических колебаний, которые затем преобразуются в
электричество традиционными генераторами.