Buscando soluciones para elEnergía limpia y renovableun grupo de investigación dirigido por Universidad Nacional de Singapur Realizó una serie de experimentos de los cuales surgió que un flujo de gotas similares a la lluvia en un tubo logró activar 12 LED. ¿Estamos cerca de un punto de inflexión?
El fenómeno que se esconde detrás de esta experimentación está lejos de ser nuevo: de hecho, es bien conocido desde hace algún tiempo que, cuando dos materiales entran en contacto, las partículas cargadas presentes en sus superficies pueden generar, a través del frotamiento, electricidad estática. Del mismo modo, el agua que fluye en algunas superficies puede adquirir o perder carga.
Y entre otras cosas un equipo de investigadores delUniversidad de Melbourne y de la Universidad de RMIT Recientemente descubrió que El agua puede generar una carga eléctrica hasta 10 veces mayor en cuanto al fenómeno de lipón de palo.
En la práctica, los científicos descubrieron que cuando una gota de agua permanece «bloqueada» en un pequeño obstáculo o una superficie irregular, y la energía potencial acumulada genera suficiente energía cinética para hacerla «saltar o deslizar más allá del obstáculo y, por lo tanto, una El cargo irreversible nunca se informó antes.
Pero, ¿qué hay de nuevo en comparación con la energía hidroeléctrica común?
Cuando el agua corriente mueve una turbina, genera electricidad, y esto se conoce decididamente y también se aplica a escala industrial durante algún tiempo. Sin embargo, elenergía hidroeléctrica Se limita a lugares con grandes volúmenes de agua, como ríos.
Para volúmenes de agua más pequeños y lentos, una alternativa es Explotar la separación de cargaun fenómeno que produce cargas eléctricas, mientras que el agua fluye a través de un canal con una superficie interna eléctrica conductora.
Sin embargo, la separación de las cargas es extremadamente ineficiente porque se limita a la superficie en la que se mueve el agua. Anteriormente, los científicos en realidad han tratado de aumentar la eficiencia haciendo que una mayor superficie esté disponible a través de canales micro o enanos para un flujo continuo de agua.
Pero el agua no pasa naturalmente a través de canales tan pequeños y, si se bombea, requiere más energía de la que se genera. La búsqueda de hoy, por otro lado, produce electricidad utilizando canales más grandes, para que el agua de lluvia pueda cruzarlos.
El agua que cae a través de un tubo vertical genera una cantidad sustancial de electricidad utilizando un esquema de flujo específico: el flujo de tapa, explica Siowling Soh, que guió el trabajo: este patrón de flujo de tapa podría permitirle permitir Recoge la energía de la lluvia Para Generar electricidad limpia y renovable
Cómo los científicos han resuelto el problema
El equipo diseñó una configuración simple en la que el agua sale de la parte inferior de una torre a través de una aguja de metal y rocía gotas del tamaño de la lluvia en la abertura de un tubo de polímero vertical de 320 milímetros y 2 de ancho.
De esta manera, la colisión delantera de las gotas en la parte superior de la tubería provoca un flujo de tapa, con columnas de agua cortas intercaladas con bolsas de aire. Y, mientras el agua fluye dentro del tubo, las cargas eléctricas se separan. Por lo tanto, el agua se recoge en una taza debajo del tubo, con los cables colocados en la parte superior del tubo.
¿Resultado? El sistema de flujo de pistón se convierte Más del 10% de la energía del agua Que cae a través de tuberías de electricidad: el flujo de pistón produce 5 órdenes de magnitud más de electricidad en comparación con una configuración en la que el agua fluye en un flujo continuo.
Dado que las velocidades de las gotas de la cabeza son mucho más bajas que las de la lluvia, los investigadores sugieren que el sistema podría usarse para Recoge electricidad de las gotas de lluvia que caen.
En otro experimento, los investigadores observaron que el agua fluye a través de dos tubos, simultáneamente o en secuencia, genera doble energía. Usando esta información, canalizaron el agua a través de cuatro tuberías y el sistema ha 12 LED alimentados ininterrumpidamente durante 20 segundos.
Entre otras cosas, los investigadores dicen que elEnergía de flujo de pistón Podría ser más fácil de instalar y mantener en comparación con las plantas de energía hidroeléctrica y podría ser útil para espacios urbanos como techos. Pero, por supuesto, este es solo un primer paso muy importante.
El trabajo fue publicado en ACS Ciencias Centrales.
Fuentes: Eurekalert/ ACS Central Science