Energia odnawialna z parowania wody

Niezmiernie potężna siła wciąga wodę z Ziemi na szczyt najwyższego drzewa – sekwoi i dostarcza śnieg na szczyty Himalajów. Ta siła jest wynikiem parowania. Jednak mimo potęgi tego zjawiska,  jego potencjał do napędzania urządzeń lub produkcji energii elektrycznej pozostaje w dużej mierze niewykorzystany – aż do teraz.

W czerwcu 2015 r. w internetowym wydaniu Nature Communications, naukowcy z Columbia University ogłosili, że zbudowali dwa nowe urządzenia, które czerpią energię bezpośrednio z parowania: ruchomy, silnik tłokowy z napędem, który generuje energię elektryczną wystarczającą do zasilania miniaturowej żarówki i silnik rotacyjny, który napędza miniaturowy samochód.

Ilość wytworzonej energii parowania jest kwestią skali. Naukowcy przewidują, że pewnego dnia będzie można wytwarzać energię elektryczną z pomocą olbrzymich pływających agregatów prądotwórczych, zakotwiczonych w zatokach i zbiornikach wodnych lub z ogromnych maszyn obrotowych zbliżonych do turbin wiatrowych, ustawionych nad wodą – powiedział Ozgur Sahin, profesor nauk biologicznych i fizyki na Uniwersytecie Columbia i główny autor artykułu.

„Parowania jest podstawową siłą natury” – powiedział Sahin . -„Jest wszędzie, i to jest silniejsze od innych sił, takich jak wiatr i fale.”

Rok wcześniej Sahin obserwował zarodniki bakterii, które się kurczą i puchną wraz ze zmianami wilgotności i mogą przy tym wywierać relatywnie duża siłę na inne obiekty.

Opierając się na wynikach tych obserwacji, Sahin i jego koledzy postarali się zbudować rzeczywiste urządzenia, które mogą być zasilane energią zarodników.

Aby zbudować pływający, silnika tłokowego, naukowcy przykleili zarodniki do obu stron cienkiej, dwustronnej taśmy z tworzywa sztucznego, tworząc po obu stronach linię przerywaną zarodników. Z tym że po przeciwnej stronie taśmy, zarodniki są przesunięte tak aby znajdowały się nad przerwami między zarodnikami przyklejonymi na drugiej stronie.

Kiedy powietrze jest wilgotne zarodniki są duże i taśma wisi swobodnie. Jeśli jednak powietrze wokół stanie się suche, zarodniki kurczą się, ściągając i fałdując taśmę. Taśma zaczyna więc ciągnąć dowolny obiekt do którego jest przyczepiony jej koniec. W ten sposób naukowcy zbudowali coś na kształt sztucznego włókna mięśniowego, które kurczy się i rozkurcza na skutek zmian wilgotności.

Sahin i Xi Chen (adiunkt w laboratorium Sahina) następnie umieścili kilkadziesiąt tych taśm obok siebie, tworząc silniejsze sztuczne mięśnie, które są następnie umieszczony wewnątrz obudowy z tworzywa sztucznego i połączone ze specjalnymi zasuwami. Wewnątrz obudowy, parująca woda powodowała dużą wilgotność powietrza i poluzowanie taśm, to z kolei powodowało otwarcie zasuw, które wpuszczały suche powietrze z zewnątrz. Oczywiście suche powietrze wywoływało kurczenie się taśm i ponowne zamknięcie zasuw. W ten sposób uzyskany cykliczny ruch. Taśmy napędzały tłok podłączony do małego generatora energii elektrycznej, wytwarzającego prąd zasilający żarówkę LED. Tym sposobem udało się przekształcić energię parowania w światło.

Zespół naukowców zbudował także napędzane parowaniem koło z tworzywa sztucznego pokryte wystającymi wypustkami taśmy z przyklejonymi  z jednej strony z zarodnikami. Połowa koła znajduje się w suchym powietrzu, przez co występy zakrzywiają się krzywej, a druga połowa znajduje się w środowisku wilgotnym, w którym występy się prostują. W wyniku tego, tarcza obraca się w sposób ciągły działając jak silnik obrotowy. Silnik ten napędza mały zabawkowy samochód (film poniżej).

150616123608_1_540x360

 

„W większej skali podobne koło umieszczone nad zbiornikiem wodnym, mógłby produkować energię elektryczną w takiej ilości jak turbina wiatrowa” – stwierdził Sahin

 

Udostępnij
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Dodaj komentarz