Найден способ прямого перевода механической энергии в химическую Дата: 25.03.2010 Раздел: Прочее (экзотика)
Красивая идея. И, хотя она не относится в чистом виде к теме мобильной энергетики, не смог пройти мимо.
Микроскопические вибрации и разные звуки, окружающие нас повсюду, плюс вода могут послужить источником водорода — прекрасного топлива. Столь необычное устройство создали Хуэйфан Сюй () и его коллеги из университета Висконсина, попутно обнаружив и новый эффект.
В основе преобразователя Сюя лежит массив из вытянутых нанокристаллов оксида цинка и титаната бария (BaTiO3) (обычная пьезокерамика. Прим.ред.). Когда на них действует высокочастотная вибрация, пусть и слабая, стерженьки начинают колебаться, при этом на изгибающихся их поверхностях генерируется разделение зарядов.
(Т.е. обычные пьезоэлементы взвешенные в воде под действием её колебаний начинают изгибаться и, генерируемый на их плоскостях потенциал, прямо на месте, "не отходя от кассы" разлагает воду на водород и кислород. Никаких проводов, преобразователей и т.д. Красивая идея. Правда, возникает простой вопрос, а как отделить эти газы друг от друга? Ведь, гремучий газ штука весьма взрывоопасная. Прим.ред.)
Этот пьезоэлектрический эффект известен уже столетие, однако, как объясняют сами авторы открытия, мало кто занимался детальным изучением его работы при погружении кристаллов в растворы. Между тем взаимодействие нанокристаллов и воды рождает пьезоэлектрохимический эффект (piezoelectrochemical — PZEC).
Электроны и дырки, создаваемые стержнями, превращают нанокристаллы в катализатор разложения воды. Вибрирующие стержни оказываются посредником, который сам не расходуется (это подтвердили измерения). Авторы опытов обнаружили, что уменьшение размеров кристаллов существенно повышает КПД процесса (он достиг 18%). И дело тут не только в огромной площади поверхности, но и в том, что более тонкие стержни легче изгибаются и создают больше разделённых зарядов.
Схема реакций на поверхности стержней (иллюстрация ACS, Hong et al.).
Сюй со товарищи полагают, что большое количество таких пластинок, размещённых на транспортных средствах, промышленных сооружениях или одежде, может вырабатывать толику дарового водорода для заправки топливных элементов в небольших приборах (карманной технике) или для иного оборудования.
(Детали исследования — в университета и в Journal of Physical Chemistry Letters.) Читайте о других устройствах, собирающих рассеянную энергию (вибрации в том числе), — и , а также технически близком к идее Сюя . Кстати, ранее мы рассказывали, как водород из воды можно извлекать при помощи , и .
