Rezultaty badań, opublikowane przed kilkoma dniami w PNAS, dotyczą pozyskiwania energii elektrycznej z nowego, nieznanego do tej pory źródła. Naukowcy z California Institute of Technology oraz Northwestern University  odkryli, że ultracienkie warstwy tlenku żelaza mogą wytwarzać prąd w kontakcie z przepływającą słoną wodą. Co warto podkreślić, nie chodzi o reakcję chemiczną (jak w przypadku akumulatorów), lecz coś w rodzaju zjawiska elektrokinetycznego.

Badacze ze Stanów Zjednoczonych zaobserwowali zjawisko, które może zostać wykorzystane do produkcji elektrycznej. Pomiędzy odpowiednio przygotowaną, ultracienką warstwą rdzy (a więc tlenku żelaza) a poruszającą się wodą morską dochodzi do oddziaływania, w wyniku którego powstaje wyładowanie elektryczne.

Choć z podobne zjawisko odnotowano w przypadku m.in. grafenu, naukowcy zapewniają, że po raz pierwszy wykorzystano materiał, który może być użyty w skali makro.

Energia z nanomateriału

„Podobny efekt zaobserwowano w niektórych innych materiałach. Możemy wziąć kroplę słonej wody i przeciągnąć ją przez grafen, aby zobaczyć generowaną energię elektryczną” – mówi prof. Tom Miller, współautor badań. Naukowcy zapewniają jednak, że o ile grafen jest materiałem, który ciężko byłoby wykorzystać w dużych rozmiarów elektrowni, to opisaną przez nich cienką warstwą tlenku żelaza łatwo można byłoby pokryć dużą powierzchnię.

„To po prostu rdza na żelazie, więc jest dość łatwa do wykonania na dużych powierzchniach” – podkreśla Miller. „To jest solidniejsza realizacja zjawiska widocznego w przypadku grafenu”.

Badacze podkreślają, że zaobserwowane przez nich zjawisko zachodzi jedynie w przypadku odpowiednio cienkiej warstwy rdzy.

W tym celu żelazem (wprowadzonym w stan lotny) pokrywa się określoną powierzchnię, tworząc warstwę grubości 10 nanometrów. A więc 10 tys. razy cieńszą od ludzkiego włosa. Na takim „podłożu” samoistnie powstaje warstwa rdzy o grubości ok. 2 nanometrów – materiał nadający się do produkcji energii.

Nowe źródło odnawialne?

Twórcy rozwiązania snują wizję o powszechnym wykorzystaniu odkrytego przez nich sposobu produkcji energii. Odkryte zjawisko mogłoby ich zdaniem zostać zastosowane w elektrowniach przybrzeżnych, a także w przypadku obiektów znajdujących się na wodzie, np. unoszących się na powierzchni boi.

Badacze zapewniają, że elektrownia składająca się z kilku płyt o powierzchni 10 metrów kwadratowych mogłaby zapewnić energię dla przeciętnego domu w USA, generując energię rzędu kilku kilowatów na godzinę.

Czy doczekamy czasów, gdy energia poruszających się mórz i oceanów będzie zasilać nasze domostwa? Zadecydują zapewne najbliższe lata – to, z jakim przyjęciem spotka się propozycja amerykańskich badaczy i jakie będą jej dalsze losy.

Z artykułem naukowym na ten temat można zapoznać się tutaj.

Źródła: PNAS, California Institute of Technology

Zdjęcie: Shutterstock/Oleksandr_Delyk