Nový nástroj prináša energiu z morskej vody s nulovým obsahom uhlíka o krok bližšie

Vedci z McGill University predviedli techniku, ktorá by mohla umožniť výrobu robustných, vysoko výkonných membrán na využívanie bohatého zdroja obnoviteľnej energie.

Modrá energia, známa tiež ako osmotická energia, zužitkuje energiu prirodzene uvoľnenú, keď sa zmiešajú dva roztoky rôznych solí – podmienky, ktoré sa vyskytujú na nespočetných miestach po celom svete, kde sa stretáva sladká a slaná voda.

Kľúč k zachyteniu modrej energie spočíva v selektívne priepustných membránach, ktoré umožňujú priechod iba jednej zložke roztoku slanej vody – buď molekulám vody alebo rozpusteným iónom soli – ale nie druhej.

Problém rozsahu

Veľkým projektom v oblasti modrej energie, ako je nórska elektráreň Statkraft, doposiaľ bránila slabá účinnosť existujúcej membránovej technológie. V laboratóriu vedci vyvinuli membrány z exotických nanomateriálov, ktoré preukázali veľký prísľub z hľadiska množstva energie, ktorú môžu generovať v pomere k ich veľkosti. Zostáva však výzvou premeniť tieto veľmi tenké materiály za komponenty, ktoré sú dostatočne veľké a silné na to, aby vyhovovali požiadavkám aplikácií v reálnom svete. Vo výsledkoch, ktoré boli nedávno zverejnené v časopise Nano Letters, tím fyzikov McGill predviedol techniku, ktorá môže otvoriť cestu k prekonaniu tejto výzvy.

„V našom projekte sme sa zamerali na odstránenie inherentného problému mechanickej krehkosti pri využití výnimočnej selektivity tenkých 2D nanomateriálov prostredníctvom výroby hybridnej membrány vyrobenej z monovrstiev hexagonálneho nitridu bóru (hBN), podporovaných membránami nitridu kremíka,“ vysvetlila hlavná autorka Khadija Yazda, post doktorandská vedecká pracovníčka na katedre fyziky v McGill.

Nástroj vyrobený spoločnosťou McGill uľahčuje výskum na dosiahnutie požadovanej charakteristiky selektívnej permeability. Yazda a jej kolegovia použili techniku, ktorá sa nazýva (TCLB) na „vyvŕtanie“ viacerých mikroskopických otvorov alebo nanopórov do ich membrány. V rámci pokroku v predchádzajúcom výskume zameranom na experimentálne prototypy s jedným nanopórom, bol tím McGill schopný využiť rýchlosť a presnosť TCLB na prípravu a skúmanie membrán s viacerými nanopórmi v rôznych konfiguráciách veľkosti, počtu a rozostupu pórov.

„Naše experimenty s interakciou pórov a pórov v nanopórových poliach ukazujú, že optimálna membránová selektivita a celková hustota energie sa získa s rozstupom pórov, ktorý vyrovnáva potrebu vysokej hustoty pórov pri zachovaní veľkého rozsahu nabitého povrchu (≥ 500 nm) obklopujúceho každý pór.“, povedala Yazda.

Po úspešnom vytvorení poľa s rozmermi 20 x 20 pórov na povrchu membrány o veľkosti 40 μm2 vedci tvrdia, že na výrobu oveľa väčších polí by sa mohla použiť technika TCLB.

„Prirodzeným ďalším krokom tohto výskumu je pokúsiť sa rozšíriť tento prístup nielen pre veľké elektrárne, ale aj pre nano- alebo mikroenergetické generátory,“ uviedla Yazda.

Objav ten nano rozdiel..

zdroj: nano-magazine.com

NanoWorld – Magazín zo sveta nanotechnológií

[wpforms id=“574″ description=“true“]