Кайра жаралуучу энергиянын баасынын төмөндөшү менен аны экономикалык жактан үнөмдөөнүн жолдорун издөөгө кызыгуу күч алууда. Батареялар өндүрүштүн кыска мөөнөттүү көтөрүлүшүнө туруштук бере алат, бирок электр энергиясын өндүрүүдөгү узак мөөнөттүү жетишсиздиктерге же сезондук өзгөрүүлөргө туруштук бере албайт. Суутек - бул каралып жаткан бир нече варианттардын бири, ал энергиянын кайра жаралуучу булактарынын өндүрүмдүүлүгүнүн жогору болгон мезгилдери ортосунда узак мөөнөттүү көпүрө катары кызмат кыла алат.
Бирок суутектин өзүнүн көйгөйлөрү бар. Сууну бөлүү жолу менен алуу энергетикалык көз караштан алганда кыйла эффективдүү эмес жана аны узак мөөнөткө сактоо кыйын болушу мүмкүн. Климаттын өзгөрүшү кургакчылыктын интенсивдүүлүгүн жогорулаткандыктан, суутек өндүрүүчү катализаторлордун көбү таза суу менен жакшы иштешет.
Кытайдагы изилдөөчүлөрдүн тобу деңиз суусунан суутек өндүрө ала турган аппаратты иштеп чыгышты - чындыгында, аппарат иштеши үчүн ал деңиз суусунда болушу керек. Анын ишинин негизги концепциясы суу өткөрбөй турган кийимдердин көбү кантип иштээрин түшүнгөн ар бир адамга тааныш болот.
Суу өткөрбөйт, дем алуучу кийим кылдат структураланган тешикчелери бар кабыкчага таянат. Мембрана сууну түртүүчү материалдан жасалган. Анын тешикчелери бар, бирок алар суюк сууну өткөрүү үчүн өтө кичинекей. Бирок алар суунун айрым молекулалары алар аркылуу өтө алгыдай чоң. Натыйжада кийимдин сыртындагы бардык суу ошол жерде калат, бирок ичиндеги бууланган тер дагы кездемеден өтүп, сырткы дүйнөгө жол ачат. Натыйжада кездеме дем алат.
Мындай мембрана жаңы аппараттын иштеши үчүн борбордук болуп саналат. Ал мембрана аркылуу суюк сууну өткөрбөйт, бирок суу буусун өткөрөт. Чоң айырмасы суюк суу мембрананын эки тарабында болот.
Сыртта - туздардын стандарттуу топтому менен деңиз суусу. Ичинде бир туздун концентрацияланган эритмеси бар - бул учурда калий гидроксиди (KOH) - ал суутек чыгарган электролиз процессине шайкеш келет. КОН эритмесинде суутек жана кычкылтек бөлүп чыгаруучу электроддордун жыйындысы болуп, газ агымдарын таза кармап турат.
Жабдуулар иштей баштагандан кийин эмне болот? Аппараттын ичиндеги суу экиге бөлүнүп, суутек менен кычкылтек пайда болгондо, суунун деңгээли азайганда жегич туз эритмесинин концентрациясы көбөйөт (ал башында деңиз суусуна караганда бир топ концентрацияланган). Бул КОНду суюлтуу үчүн деңиз суусунун кабыкчасы аркылуу сууну жылдыруу үчүн энергияны үнөмдүү кылат. Ал эми тешикчелердин аркасында бул мүмкүн, бирок суу буу түрүндө кыймылдаса гана.
Натыйжада мембрананын ичинде суу кыска убакытка буу абалында калат, андан соң аппаратка киргенде дароо суюктукка айланат. Деңиз суусунун курамындагы туздардын бүт комплекстүү аралашмасы мембрананын сыртында калат жана аны бөлгөн электроддорго таза суунун тынымсыз агымы камсыздалат. Баарынан маанилүүсү, мунун баары демейде тузсуздаштырууда колдонулган энергияны колдонбостон ишке ашат, бул жалпы процессти стандарттуу электролизерде колдонуу үчүн сууну тазалоого караганда энергияны үнөмдүү кылат.
Негизи, мунун баары сонун угулат, бирок бул иш жүзүндө иштейби? Муну билүү үчүн команда аппаратты чогултуп, аны Шэньчжэнь булуңундагы (Гонконг менен Макаодун түндүгүндөгү булуң) деңиз суусунда сынашкан. Жана дээрлик бардык акылга сыярлык өлчөм менен, ал жакшы аткарды.
Ал 3200 саат колдонуудан кийин да иштешин сактап калды, ал эми колдонулгандан кийин мембрананын электрондук микроскопиясы бул этапта тешикчелер бөгөттөлбөгөнүн көрсөттү. Система үчүн колдонулган KOH толугу менен таза эмес болчу, ошондуктан ал деңиз суусунда табылган иондордун төмөн деңгээлин камтыган. Бирок бул деңгээлдер убакыттын өтүшү менен көбөйгөн жок, бул система деңиз суусунун электролиздик камерага киришине жол бербегенин тастыктады. Энергияны керектөө жагынан алганда, система стандарттык электролизер менен бирдей колдонулат, бул сууну тазалоо эч кандай энергия чыгымын талап кылбаганын тастыктайт.
KOH эритмеси да өзүн-өзү тең салмактуу болгон, эгерде анын ички эритмеси өтө суюлса, аппаратка суунун диффузиясы басаңдайт. Эгерде ал өтө концентрацияланса, электролиздин эффективдүүлүгү төмөндөйт, ошондуктан суунун алынышы жайлайт.
Авторлор алардын аппараты деңиз суунун басымы астында 75 мге чейинки тереңдикте иштей алат деп эсептешет.Бирок бул тереңдиктердеги температура чектүү болушу мүмкүн, анткени мембрана аркылуу суунун диффузиясынын ылдамдыгы 30°Сге караганда алты эсе жогору. °C.
Бул жакшы кабарлардын бардыгына карабастан, ишти жакшыртууга мүмкүнчүлүктөр бар. КОНдон башка ар кандай туздар жакшы, кээ бирлери жакшыраак иштеши мүмкүн. Окумуштуулар ошондой эле электроддордун айланасындагы гидрогелге KOH кошуу суутек өндүрүшүн көбөйтөрүн аныкташкан. Акыр-аягы, сууну бөлүүдө колдонулган электроддордун материалын же түзүмүн өзгөртүү процессти дагы тездетиши мүмкүн.
Акыр-аягы, команда ал жөн гана суутек өндүрүү үчүн пайдалуу болушу мүмкүн деп эсептейт. Деңиз суусунун ордуна алар приборлордун бирин литийдин суюлтулган эритмесине салып, 200 саат иштегенден кийин литийдин концентрациясы аппаратка кирген суунун эсебинен 40 эседен ашык жогорулаганын аныкташкан. Концентрациялоо жөндөмү пайдалуу болушу мүмкүн болгон булганган сууну тазалоо сыяктуу көптөгөн башка контексттер бар.
Бул суутекти энергия запасы катары пайдалануу менен байланышкан бардык маселелерди чече албайт. Бирок бул, албетте, бул маселелердин тизмесинен “таза сууга болгон муктаждыкты” кесип салууга мүмкүнчүлүк берет.
Сиз Украинага орус баскынчыларына каршы күрөшүүгө жардам бере аласыз, мунун эң жакшы жолу - Украинанын Куралдуу Күчтөрүнө акча каражаттарын берүү. Savelife же расмий баракчасы аркылуу NBU.
Ошондой эле кызыктуу: