Um novo estudo demonstrou como o Reino Unido pode ser uma das duas nações insulares em uma posição privilegiada para se beneficiar da eletricidade da água do mar com alta concentração de sal. Esse método pode funcionar aproveitando o poder da osmose, descobriu o estudo, e, se for possível levar o processo a escalas industriais, pode abrir caminho para uma nova e notável fonte de energia ecologicamente correta. Se concretizadas, essas usinas podem ser de uso particular em nações insulares como o Japão e também o Reino Unido – onde a água do mar é uma commodity à qual temos acesso abundante.
O estudo, realizado pelo pesquisador de nanotecnologia professor Makusu Tsutsui do Instituto de Pesquisa Científica e Industrial da Universidade de Osaka e seus colegas, se concentra em um processo que provavelmente é familiar das aulas de biologia escolar – osmose.
Este é o processo pelo qual íons ou moléculas dissolvidas em uma solução se movem espontaneamente através de uma membrana seletivamente permeável quando há uma diferença em suas concentrações em ambos os lados.
Em plantas e animais, por exemplo, a osmose fornece o principal meio pelo qual a água é transportada para dentro e para fora das células através de suas membranas circundantes.
Em vez de água, no entanto, o professor Tsutsui e seus colegas se concentraram no movimento de íons – usando um tipo diferente de membrana superfina e altamente seletiva.
Eles projetaram essa membrana de tal forma que permite que os íons passem, mas não as moléculas de água.
O Prof. Makusu disse: “Sempre que há uma situação de não equilíbrio, como dois tanques de água com diferentes concentrações de sal, muitas vezes há uma oportunidade de converter essa energia termodinâmica em eletricidade”.
Em seu estudo, os pesquisadores trabalharam com uma membrana ultrafina feita de nitreto de silício, na qual criaram arranjos específicos de poros nanométricos estruturados com precisão usando técnicas bem estabelecidas desenvolvidas para processar materiais semicondutores.
Eles começaram fabricando uma membrana que tinha um único poro com um diâmetro de cerca de 20 nanômetros – ou seja, cerca de 3.500 vezes mais fino que o cabelo humano médio.
Quando colocado entre duas soluções com uma diferença de 1.000 vezes na concentração de sal, a equipe descobriu que esse dispositivo simples era capaz de atingir uma eficiência máxima de energia de 400 quilowatts por metro quadrado.
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Experimentando com diferentes densidades e configurações de poros, a equipe descobriu que adicionar muitos nanoporos à membrana de silício reduziria a quantidade total de energia que poderia ser extraída da configuração.
A configuração ideal, eles descobriram, usava nanoporos que tinham um diâmetro de 100 nanômetros, dispostos em grade e espaçados em intervalos de um micrômetro, ou em torno de um 70º da espessura de um fio de cabelo humano.
Isso, eles relataram, rendeu uma densidade de potência osmótica de 100 watts por metro quadrado, o suficiente para acender uma lâmpada LED a partir de um pé quadrado de membrana.
Tendo determinado o melhor design para esses dispositivos nanopore, a equipe agora pode explorar como o conceito pode ser ampliado de uma prova de conceito de laboratório para uma versão de tamanho industrial capaz de fornecer quantidades significativas de energia no mundo real.
O autor sênior do artigo e físico-químico Professor Tomoji Kawai disse: “Muitos outros grupos de pesquisa estão prometendo energia ‘verde’ ecologicamente correta.
“Mas vamos um passo além e propomos a energia ‘azul’ baseada na água do oceano que pode ser aplicada em escala industrial.”
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Comentando sobre o conceito, o chefe de análise da Unidade de Inteligência Energética e Climática (ECIU), Simon Cran-McGreehin, disse ao Express.co.uk: gás.
“Este novo método de geração de energia a partir de água salgada tem a vantagem de usar métodos de fabricação existentes – um ótimo exemplo de inovação líquida zero expandindo a indústria e reduzindo custos.
“Em teoria, tem um enorme potencial, mas precisará ser testado ainda mais e, enquanto isso, o Reino Unido pode continuar avançando com energia eólica e solar – tecnologias comprovadas que foram até nove vezes mais baratas que a geração de eletricidade a gás durante a atual crise do gás. .”
Os resultados completos do estudo foram publicados na revista Relatórios Celulares Ciências Físicas.
Um novo estudo demonstrou como o Reino Unido pode ser uma das duas nações insulares em uma posição privilegiada para se beneficiar da eletricidade da água do mar com alta concentração de sal. Esse método pode funcionar aproveitando o poder da osmose, descobriu o estudo, e, se for possível levar o processo a escalas industriais, pode abrir caminho para uma nova e notável fonte de energia ecologicamente correta. Se concretizadas, essas usinas podem ser de uso particular em nações insulares como o Japão e também o Reino Unido – onde a água do mar é uma commodity à qual temos acesso abundante.
O estudo, realizado pelo pesquisador de nanotecnologia professor Makusu Tsutsui do Instituto de Pesquisa Científica e Industrial da Universidade de Osaka e seus colegas, se concentra em um processo que provavelmente é familiar das aulas de biologia escolar – osmose.
Este é o processo pelo qual íons ou moléculas dissolvidas em uma solução se movem espontaneamente através de uma membrana seletivamente permeável quando há uma diferença em suas concentrações em ambos os lados.
Em plantas e animais, por exemplo, a osmose fornece o principal meio pelo qual a água é transportada para dentro e para fora das células através de suas membranas circundantes.
Em vez de água, no entanto, o professor Tsutsui e seus colegas se concentraram no movimento de íons – usando um tipo diferente de membrana superfina e altamente seletiva.
Eles projetaram essa membrana de tal forma que permite que os íons passem, mas não as moléculas de água.
O Prof. Makusu disse: “Sempre que há uma situação de não equilíbrio, como dois tanques de água com diferentes concentrações de sal, muitas vezes há uma oportunidade de converter essa energia termodinâmica em eletricidade”.
Em seu estudo, os pesquisadores trabalharam com uma membrana ultrafina feita de nitreto de silício, na qual criaram arranjos específicos de poros nanométricos estruturados com precisão usando técnicas bem estabelecidas desenvolvidas para processar materiais semicondutores.
Eles começaram fabricando uma membrana que tinha um único poro com um diâmetro de cerca de 20 nanômetros – ou seja, cerca de 3.500 vezes mais fino que o cabelo humano médio.
Quando colocado entre duas soluções com uma diferença de 1.000 vezes na concentração de sal, a equipe descobriu que esse dispositivo simples era capaz de atingir uma eficiência máxima de energia de 400 quilowatts por metro quadrado.
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Experimentando com diferentes densidades e configurações de poros, a equipe descobriu que adicionar muitos nanoporos à membrana de silício reduziria a quantidade total de energia que poderia ser extraída da configuração.
A configuração ideal, eles descobriram, usava nanoporos que tinham um diâmetro de 100 nanômetros, dispostos em grade e espaçados em intervalos de um micrômetro, ou em torno de um 70º da espessura de um fio de cabelo humano.
Isso, eles relataram, rendeu uma densidade de potência osmótica de 100 watts por metro quadrado, o suficiente para acender uma lâmpada LED a partir de um pé quadrado de membrana.
Tendo determinado o melhor design para esses dispositivos nanopore, a equipe agora pode explorar como o conceito pode ser ampliado de uma prova de conceito de laboratório para uma versão de tamanho industrial capaz de fornecer quantidades significativas de energia no mundo real.
O autor sênior do artigo e físico-químico Professor Tomoji Kawai disse: “Muitos outros grupos de pesquisa estão prometendo energia ‘verde’ ecologicamente correta.
“Mas vamos um passo além e propomos a energia ‘azul’ baseada na água do oceano que pode ser aplicada em escala industrial.”
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“Este novo método de geração de energia a partir de água salgada tem a vantagem de usar métodos de fabricação existentes – um ótimo exemplo de inovação líquida zero expandindo a indústria e reduzindo custos.
“Em teoria, tem um enorme potencial, mas precisará ser testado ainda mais e, enquanto isso, o Reino Unido pode continuar avançando com energia eólica e solar – tecnologias comprovadas que foram até nove vezes mais baratas que a geração de eletricidade a gás durante a atual crise do gás. .”
Os resultados completos do estudo foram publicados na revista Relatórios Celulares Ciências Físicas.
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