Гидротермальные воды в качестве источника электроэнергии

Изучение океанских глубин связано с огромным количеством технических проблем, многие из которых можно было бы преодолеть при наличии дешевого и эффективного способа передачи мощности машинам, работающим на глубине.

Для решения этой проблемы совместная группа исследователей, включая Рихей Накамура (Ryuhei Nakamura) из Центра изучения возобновляемых источников энергии RIKEN, продемонстрировала необычную систему, которая использует природные гидротермальные источники, находящиеся на морском дне, для производства электроэнергии.

Накамура и его коллеги из Японского агентства изучения геологических наук и технологий (JAMSTEC) и Университета Токио разработали надежные роботизированные системы, которые по своей сути работают как бытовые батареи.

Гидротермальный раствор из глубоководной скважины содержит отрицательно заряженные ионы, в то время как морская вода содержит положительно заряженные. Путем размещения одного электрода в гидротермальной жидкости, а другого в морской воде, система производит электрический ток, используя разность потенциалов полученного химического градиента.

«Нашей главной задачей было построить дистанционно управляемую систему для электрохимических топливных операций на морском дне», рассказывает Накамура.

Исследователи протестировали свою систему в природной гидротермальной и искусственно пробуренной скважинах во время Комплексной Программы Океанского Бурения – международной программы изучения мирового морского дна. На обеих скважинах, система производила достаточную мощность, чтобы подключить три светодиодных лампы.

«Это первая демонстрация электрохимических топливных элементов в гидротермальных скважинах», делится Накамура. «Предыдущие попытки были осуществлены на основе разницы температур между гидротермальной жидкостью и морской воды, с помощью термоэлектрического преобразования. Наш метод является более эффективным благодаря специальным электродам, которые мы сделали из иридий-титана, покрытого титановой сеткой, что позволяет противостоять коррозии».

Ученые надеются, что новая технология, дополнив глубоководные исследования на практическом уровне, поможет улучшить наше понимание того, как биологические экосистемы используют источники энергии в такой экстремальной среде.

«Мне очень интересна фиксация углерода в условиях, таких как глубины океана, которые полностью исключают солнечную радиацию», делится Накамура. «По причине отсутствия внешней энергии от солнца, живительная энергия, поддерживающая всю жизненную активность на морском дне, поступает из недр планеты».

Ученый и его коллеги предположили, что бактерии, микроорганизмы и даже животные используют электроэнергию не только в качестве источника энергии, но и как способ коммуникации. «Было бы просто фантастически, если бы мы смогли доказать, что природа использовала электроэнергию за миллионы лет до появления человека», считает Накамура. 

По материалам: phys.org

• < Крупнейшая солнечная электростанция Турции
• Рекорд эффективности тонкопленочных солнечных элементов >

Комментарии: