Vědci na Caltech a Northwestern University představili staronový materiál, který lze jednoduše použít k výrobě elektřiny. Tímto materiálem je obyčejná rez. Ve spojení se slanou vodou produkuje elektřinu, a to s překvapivou účinností. Tenké filmy rzi mohou v být v poměrně krátké budoucnosti použity k vývoji zcela nových forem udržitelné energie.

Spojení různých kovových sloučenin se slanou vodou často generuje elektřinu, ale obvykle jde o chemickou reakci, při které se jedna nebo více sloučenin převede na úplně jiné sloučeniny. Po určité době se síla reakce vyčerpá a už nejde opakovat. Takové principy fungují například uvnitř baterií. Oproti tomu jev, který objevili Tom Miller a Franz Geiger nepracují s chemickými reakcemi. Spíše by se dalo říci, že přeměňují kinetickou energii tekoucí slané vody přes tenkou vrstvu rzi na elektřinu.

Stejný jev, tedy elektrokinetický efekt, byl již dříve pozorovaný v tenkých filmech graftenu – speciálního materiálu z uhlíku, který má atomy uspořádané v hexagonální mřížce. Vědci při pokusech zaznamenali pozoruhodnou účinnost, a to kolem 30 procent. Pro srovnání, nejlepší současné solární panely jsou účinné jen asi z 20 procent.

Zatímco graftenové filmy je poměrně obtížné vyrábět v požadovaných velikostech, filmy oxidu železa lze vyrobit poměrně snadno a pomrně jednoduchým způsobem je možné je i upravovat do požadované velikosti.

“Je to v podstatě jen rez na železe,” vysvětluje Miller. “Můžeme si dovolit větší řešení toho, co bylo pozorované u graftenu,” dodává. K tomu, aby rez ve spojení s tekoucí slanou vodou vykazovala požadovanou účinnost, musel vědecký tým zajistit, aby se vytvořila trvale tenká vrstva. K tomu použili proces nazvaný fyzikální despozice par, který přeměňuje normálně pevné materiály na páru, která kondenzuje na požadovaném povrchu. Tento proces jim umožnil vytvořit vrstvu oxidu železa o tloušťce 10 nanometrů, tedy desetkrát tenčí než lidský vlas.

Takový materiál pak generoval při průtoku slané vody několik desítek mikrovoltů na centimetr čtvereční. Pro představu. deska o velikosti 10 metrů čtverečních by generovala několik kilowattů za hodinu. Dost na zabezpečení provozu rodinného domu. V nejbližší době jsou samozřejmě slibnější méně náročné aplikace, včetně nízkoenergetických zařízení ve vzdálených lokalitách.

Celý mechanismus v podstatě funguje tak, že ionty přítomné ve slané vodě přitahují elektrony v železe pod vrstvou rzi. Jak slaná voda teče přes rez, uvolňují se elektrony do železa a vytváření elektrický proud. Zařízení je možné použít všude tam, kde se pohybuje slaná voda nebo solné roztoky. Tedy například v oceánech nebo i v lidském těle. Praktické použití se tedy vyloženě nabízí ve zvýšení účinnosti přílivových nebo příbojových elektráren, dodatečnou elektřinu ale může díky tomuto vynálezu vyrábět i každá loď nebo bójka. V lidském těle je možné jej využít například k napájení různých implantátů, nebo budoucích zdravotnických nanobotů.

Napsat komentář