Наногенератор превращает испаряющуюся морскую воду в электричество

Ученые из Швейцарской высшей технической школы Лозанны (EPFL) разработали наногенератор, способный генерировать электричество, используя испарение морской воды. Это открывает путь к почти безграничному и экологически чистому источнику энергии.

Устройство представляет собой кремниевый полупроводник, который автономно вырабатывает стабильный ток. Оно контролирует движение ионов и электронов при испарении морской воды под воздействием света и тепла. Исследователи из Лаборатории нанонауки для энергетических технологий (LNET) при EPFL утверждают, что этот процесс может привести к появлению новых, экологически безопасных способов сбора энергии.

**Ключевое открытие: тепло и свет умножают энергию**

В статье, опубликованной в журнале *Nature Energy*, руководитель команды Джулия Тальябуэ и исследователь Тарик Анвар описывают свой подход к гидровлтаическим системам, работающим за счет испарения. Их метод позволяет разделять и контролировать процессы на границе раздела фаз (например, твердое тело-жидкость, жидкость-газ) для выработки электричества с использованием солнечного света и тепла.

Устройство основано на гидровлтаическом эффекте, который позволяет генерировать электричество, когда жидкость движется по заряженной поверхности наноустройства. Процесс происходит в пространствах между кремниевыми наностолбиками.

Значительным прорывом стало осознание, что само по себе испарение — не единственный фактор, увеличивающий выработку электроэнергии. Поскольку устройство является кремниевым полупроводником, тепло увеличивает отрицательный заряд на его поверхности, а солнечный свет возбуждает электроны внутри.

«Благодаря этому эффекту поверхностного заряда, добавление солнечного света и тепла может увеличить производство энергии в пять раз, — говорит Тальябуэ. — Этот природный эффект существовал всегда, но мы первые, кто его освоил».

**Трехслойная конструкция и долговечность**

В генераторе испарения используется трехслойная структура для трех отдельных процессов: испарения, транспорта ионов и сбора электрического заряда. Это позволяет Тальябуэ и Анвару анализировать и калибровать процессы на каждом этапе. Например, средний слой для проведения ионов находится под испаряющимся верхним слоем и над диэлектрическим массивом кремниевых наностолбиков. Такая конструкция не только улучшает генерацию, но и показывает, как заряд возникает под воздействием тепла и света, повышая выходную мощность и миграцию ионов.

Инновация LNET предлагает еще одно важное преимущество — долговечность. Наностолбики устройства покрыты оксидным слоем, что обеспечивает стабильную работу даже в агрессивной среде соленой воды, а также под воздействием тепла и света, защищая их от нежелательных химических реакций.

Смотрите также:

Как осуществляется пошив толстовок на фабрике http://kupidonchik.org/kak-osushhestvlyaetsya-poshiv-tolstovok-na-fabrike/.

Интересности на тему: Какие виды закрепок в браслете из белого золота лучше всего защищают бриллианты от выпадения

Классные советы в статье "Индивидуальный пошив в Москве: когда он реально оправдан" здесь.

**Перспективы применения**

Исследователи надеются, что дальнейшее развитие их технологии приведет к созданию гидровлтаических устройств, способных питать небольшие бесбатарейные сенсорные сети везде, где есть доступ к солнечному свету, теплу и воде. Это могут быть системы экологического мониторинга, устройства Интернета вещей (IoT) и носимые гаджеты. Такие разработки открывают огромные перспективы для будущего человечества, предоставляя мобильный и доступный источник электроэнергии.