Η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι μια από τις παλαιότερες τεχνικές για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, με πάνω από 150 χώρες να την χρησιμοποιούν ως ακόμα μία πηγή για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας τους. Το σημαντικότερο πρόβλημα είναι πως οι Υδροηλεκτρικές γεννήτριες λειτουργούν αποτελεσματικά μόνο σε πολύ μεγάλες κλίμακες , – αρκετά μεγάλες ώστε να διακόψουν την ροή των ποταμών και πιθανόν να βλάψουν τα τοπικά οικοσυστήματα
Κατά τα τελευταία έτη, οι επιστήμονες έχουν ερευνήσει την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με τη χρήση νανο – δομών. Ειδικότερα , έχουν παράγει ηλεκτρική ενέργεια όταν ιονικά υγρά – υγρά φορτισμένα με ιόντα – ωθούνται μέσω ενός συστήματος με βαθμίδες πίεσης. Ωστόσο, η ικανότητα για τη συγκομιδή της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας έχει περιοριστεί επειδή απαιτεί η διαβάθμιση της πίεσης να οδήγησει το ιοντικό υγρό μέσω ενός πολύ μικρού σωλήνα. Πρόσφατα όμως οι επιστήμονες ανακάλυψαν πως με την εισαγωγή μικρών σταγονιδίων αλμυρού νερού σε λωρίδες γραφενίου μπορεί να επιτευχθεί παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς την ανάγκη για βαθμίδες πίεσης.
Στη μελέτη τους, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Nanotechnology , ερευνητές από την Κίνα τοποθέτησαν μια σταγόνα αλμυρού νερού πάνω σε ένα στρώμα γραφενίου. Στη συνέχεια έσυραν το σταγονίδιο σε όλο το στρώμα γραφενίου σε διαφορετικές ταχύτητες και διαπίστωσσαν ότι με την συγκεκριμένη διαδικασία δημιουργείται μία μικρή διαφορά τάσεως.
Οι επιστήμονες βρήκαν επίσης μια γραμμική σχέση μεταξύ της ταχύτητας και της παραγόμενης ενέργειας. Όσο πιο γρήγορα τα σταγονίδια εισάγονται στο στρώμα γραφενίου, τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση που δημιουργείται. Οι επιστήμονες επίσης διαπίστωσαν ότι η τάση αυξήθηκε όταν πολλαπλά σταγονίδια του ίδιου μεγέθους χρησιμοποιήθηκαν ταυτόχρονα.
Παραγωγή ηλεκτρικης ενεργειας με αλμυρό νερό επάνω σε στρώμα γραφενίου
Ποιος είναι όμως ο μηχανισμός πίσω από τη συγκεκριμένη τεχνολογία ;
Οι επιστήμονες εξέτασαν την κατανομή φορτίου επί των πλευρών του σταγονιδίου όταν καθόταν ακόμα πάνω στο γραφένιο, καθώς και όταν αυτό βρισκόταν σε κίνηση. Όταν το σταγονίδιο ήταν στατικό, η τάση αναδιανέμονταν συμμετρικά και στις δύο πλευρές.
Ωστόσο, όταν η σταγόνα σύρθηκε σε όλη την επιφάνεια του γραφενίου, η κατανομή αυτή έγινε ανισόρροπη . Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι το ηλεκτρόνιο εκροφάται από το γραφένιο στο ένα άκρο της σταγόνας και προσροφάται εντός του γραφενίου στο άλλο άκρο, το οποίο παράγει μία μετρήσιμη τάση σε όλη το μήκος του.
Και αν τα παραπάνω σαν φαίνονται πολύ τεχνικά το τελικό συμπέρασμα είναι πως η συγκεκριμένη εξέλιξη μπορεί να οδηγήσει στην δημιουργία μεγάλων υδροηλεκτρικών φραγμάτων με νανογεννήτριες γραφενίου, για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με πολύ μικρό κόστος και μηδενική περιβαλλοντική επιβάρυνση.
Αυτό που μένει είναι να βρεθεί ο τρόπος παραγωγής τόσο μεγάλων ποσοτήτων γραφενίου.
Πηγή : arstechnica