کشف مکانیزمی جدید برای تولید برق از آب!
هوا فضا: دانشمندان به کشف جالبی در مورد حرکت آب روی سطوح دست یافته اند. آنها دریافته اند که زمانی که آب از روی یک سطح عبور می کند، می تواند بار الکتریکی بسیار بیشتری نسبت به آن چه تا حالا تصور می شد، تولید نماید. این یافته ها می توانند در بهبود ایمنی سامانه های سوختی، افزایش ظرفیت ذخیره انرژی و طراحی سطوحی با قابلیت کنترل الکتریکی مورد استفاده قرار گیرند.
به گزارش هوا فضا به نقل از ایسنا، آب همیشه یکی از مواد کلیدی در طبیعت و صنعت بوده است. از جریان رودخانه ها گرفته تا سامانه های انتقال سوخت، حرکت آب بر سطوح مختلف می تواند پدیده های پیچیده ای را بوجود آورد. یکی از این پدیده ها، تولید بار الکتریکی هنگام تماس و حرکت آب روی سطوح است. این مساله نه فقط درک ما از فیزیک مایعات را بیشتر می کند، بلکه می تواند در طراحی تجهیزات الکتریکی و ایمنی سامانه های سوختی نیز مؤثر باشد.
درک چگونگی ایجاد بار الکتریکی در اثر حرکت آب روی سطوح، از اهمیت ویژه ای برخوردارست. این پدیده نه فقط می تواند در فناوری های ذخیره سازی انرژی مورد استفاده قرار گیرد، بلکه می تواند تأثیرات مهمی بر ممانعت از تجمع بارهای الکتریکی در مخازن سوخت و کاهش خطرات احتمالی داشته باشد.
تاکنون تصور می شد که این دفعه الکتریکی تنها هنگام جدا شدن آب از سطح تولید می شود، اما یافته های جدید نشان می دهند که تماس اولیه آب با سطح نیز می تواند یک تغییر الکتریکی قوی بوجود آورد.
تیمی از پژوهشگران دانشگاه RMIT و دانشگاه ملبورن استرالیا، این پدیده را مورد بررسی قرار داده اند. آنها نشان داده اند که زمانی که یک قطره آب روی سطحی با ناهمواری های میکروسکوپی حرکت می کند، ممکنست برای لحظاتی گیر کند و سپس بطور ناگهانی به جلو بجهد. این حرکت جهشی که «چسبیدن و لغزش» نامیده می شود، موجب تولید یک دفعه الکتریکی برگشت ناپذیر می شود که تا حالا ناشناخته بوده است.
محققان در این پژوهش از ماده ای مشابه تفلون، به نام پلی تترافلوئورواتیلن (PTFE)، جهت بررسی چگونگی تولید بار الکتریکی استفاده کردند. آنها با کمک دوربین های پیشرفته، لحظات چسبیدن و لغزش قطرات آب را ثبت کردند و هم زمان تغییرات بار الکتریکی را اندازه گیری نمودند. نتایج نشان داد که نخستین تماس آب با سطح، قوی ترین تغییر بار را ایجاد می کند، که مقدار آن تا ۴.۱ نانوکولن می رسد.
این مطالعه نشان داد که بار الکتریکی تولید شده در اثر حرکت آب روی سطح PTFE می تواند در حدود ده برابر بیش از میزان پیش بینی شده قبلی باشد. همین طور مشخص شد که این دفعه الکتریکی در طول حرکت آب روی سطح باقی می ماند و از بین نمی رود. این یافته ها نشان می دهند که مکانیزم تولید بار الکتریکی در اثر حرکت آب بسیار پیچیده تر از آن چیزی است که قبل تر تصور می شد.
یکی از مهم ترین نتایج این مطالعه، امکان طراحی سطوحی با قابلیت کنترل میزان و نحوه تولید بار الکتریکی است. این مساله می تواند به بهبود ایمنی در سامانه های حمل و نگهداری سوخت های جدید، مانند هیدروژن و آمونیاک، کمک نماید. همچنین، می توان از این دانش برای افزایش راندمان سامانه های ذخیره انرژی و بهینه سازی شارژ تجهیزات الکترونیکی بهره برد.
این پژوهش در مجله معتبر Physical Review Letters انتشار یافته است و نشان دهنده اهمیت درک دقیق تر از تعامل مایعات و سطوح است. نتایج این مطالعه می توانند راه را برای توسعه تکنولوژی های جدید در عرصه ذخیره سازی انرژی و بهبود ایمنی صنعتی هموار کنند.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب