Вчені навчилися добувати енергію з крапель дощу

18 квітня 2025 р. 10:09

18 квітня 2025 р. 10:09

Нове дослідження демонструє ефективний метод генерування електроенергії з падаючих крапель води через створення “пробкового потоку” у вертикальних трубках, що відкриває перспективи для альтернативної гідроенергетики в міських умовах.

Науковці розробили інноваційний підхід до видобутку енергії. Вони зосередились на використанні потенціалу дощових крапель. Дослідження опубліковано 16 квітня 2025 року в журналі ACS Central Science.

Принцип роботи технології

Система функціонує на основі явища статичної електрики. Коли різні матеріали контактують, відбувається зміщення зарядів на їхніх поверхнях. Вода, протікаючи певними поверхнями, може набувати електричного заряду.

“Вода, яка падає через вертикальну трубу, генерує значну кількість електроенергії, використовуючи специфічну форму течії води: пробоїну” , – пояснює Сіовлінг Сох, автор дослідження. Ефективність перетворення енергії перевищує 10% , що є значним досягненням для подібних систем. Цей показник у п’ять разів перевищує результати попередніх методів.

Переваги над традиційними методами

Традиційна гідроенергетика має суттєві обмеження. Вона потребує великих об’ємів води та масштабних інфраструктурних рішень. Такі системи можна встановлювати лише у специфічних локаціях, наприклад, на річках.

Попередні спроби використання мікроканалів виявились неефективними. Хоча вони збільшували площу контакту води з поверхнею, енергія на прокачування перевищувала отриманий результат. Новий підхід дозволяє використовувати більші канали, якими дощова вода протікає природним шляхом.

Технічні характеристики системи

Експериментальна установка має просту конструкцію. Вода падає краплями з металевої голки у вертикальну полімерну трубку. Трубка має висоту 32 сантиметри та діаметр 2 міліметри.

Краплі створюють особливий “пробковий потік” – стовпчики води з повітряними проміжками. Під час руху води трубкою відбувається розділення електричних зарядів. Система безперервно живила 12 світлодіодів протягом 20 секунд при використанні чотирьох трубок одночасно.

Перспективи практичного застосування

Дослідники випробували різні конфігурації системи. Вони виявили, що енергія подвоюється при одночасному використанні двох трубок. Ця масштабованість відкриває широкі можливості для практичного застосування.

“Ця модель потоку може дозволити збирати енергію дощу для виробництва чистої та відновлюваної електроенергії” , – зазначає Сох. Технологія особливо перспективна для міських середовищ. Її можна встановлювати на дахах будинків для збору дощової води.

Економічні та екологічні переваги

Система має суттєві економічні переваги. Вона проста в налаштуванні та обслуговуванні. Порівняно з традиційними гідроелектростанціями, вона вимагає мінімальних інвестицій.

З екологічної точки зору, технологія повністю безпечна. Вона використовує виключно природні процеси без шкідливих викидів. Збір енергії дощу представляє стале джерело відновлюваної енергії для урбанізованих територій.

Дослідження фінансувалося Міністерством освіти Сінгапуру та іншими науковими установами. Наукова команда під керівництвом Сіовлінга Соха та Чі Кіта Ао продовжує вдосконалювати систему для підвищення її ефективності.

Результати дослідження пропонують альтернативу до існуючих методів видобутку енергії з води. Вони демонструють, як прості фізичні принципи можуть створити ефективні технологічні рішення. Потенційне впровадження цієї технології може зробити вагомий внесок у диверсифікацію джерел відновлюваної енергії.

Технології