Исследователям из Нидерландов удалось создать тонкую и пористую мембрану, которая идеально подходит для производства энергии на стыке пресной и соленой воды. Заявлено, что по сравнению с существующими решениями мощность энерговыработки новой мембраны больше в 100 раз. Если это так, то новая мембрана способна генерить не менее 100 Вт/м² (точные данные пока не раскрыты), что в 20 раз лучше минимального уровня коммерческой эффективности осмотической энергогенерации.
При смешении пресной и соленой воды между ними происходит энергообмен и из увеличивающейся энтропии жидкостей возможна генерация энергии. Если между слоями пресной и соленой воды поместить тонкий барьер, он сможет генерировать энергию за счет проходящих сквозь нее частиц, стремящихся выровнять соленой баланс. Количество произведенной энергии при этом зависит от толщины мембраны и количества пор. К сожалению, большинство существующих материалов либо тонкие, либо пористые — но не то и другое одновременно.
Из-за несовершенства мембран до сих пор осмотическая энергогенерация (от «осмос» или диффузии жидкостей) считалась экспериментальной — лучшие мембраны способны генерить 1-2 Вт/м². При том, что коммерчески эффективным уровнем считается минимум 5 Вт/м².
Исследователи из Лейденского университета разработали тонкую и пористую углеродную мембрану, которая может генерировать в сто раз больше энергии, чем существующие аналоги — рассказывает Phys.org
Для ее создания ученые распылили маслянистый материал по поверхности воды, а затем нагрели получившуюся пленку. Это позволило зафиксировать связи между молекулами и получить материал близкий к чистому графену с искомыми свойствами. Его толщина составляет всего 2 нм и он проницаем для ионов калия.
Обычно при создании ультратонких пористых мембран пытаются пробить отверстия в графене — двумерной форме углерода. Однако авторы данной работы пошли другим путем, сконструировав новый материал из отдельных «строительных блоков». По их словам, выбирая разные «блоки», можно создавать мембраны с конкретными свойствами, предназначенные для разных применений.
Открытие нидерландских ученых дает новые возможности для дешевой выработки электроэнергии, создания более совершенных топливных элементов и опреснения морской воды.
