بهنوش خرم‌روز: با افزایش گرمایش جهانی و خطر تخریب زمین در حدی که حتی ما انسان‌ها هم دیگر نتوانیم روی آن زندگی کنیم، بسیاری از مردم، مسئولان و دانشمندان خواهان استفاده از منابع انرژی پاک یا به اصطلاح سبز به جای منابع فسیلی شده‌اند تا شاید بتوانیم زمین را و در واقع خودمان را نجات بدهیم. بعد از فاجعه هسته‌ای فوکوشیمای ژاپن و افزایش مخالفت مردمی با استفاده از انرژی هسته‌ای، این منابع انرژی پاک بیشتر مورد توجه قرار گرفته‌اند. شاید یکی از مهم‌ترین این منابع در آینده آب اقیانوس‌ها باشد.
وقتی صحبت از آب اقیانوس به عنوان منبع انرژی به میان می آید، اغلب مردم به فکر انرژی امواج یا انرژی جزر و مد می‌افتند که از انرژی جنبشی آب برای تولید برق استفاده می‌شود. اما مطالعه تازه دانشمندان، پیشنهاد جدیدتری دارد: استفاده از یکی از ویژگی‌های آب اقیانوس به نام شوری برای تهیه یک باتری بسیار بزرگ!
چرخه یک باتری به طور کلی تبادل الکترون‌ها و یون‌ها از طریق الکترودها و ماده‌ای رسانا را شامل می‌شود. به طور معمول، یون‌ها درون محفظه باتری باقی می‌مانند. اما به گزارش وایرد، ابزار پیشنهادشده جدید رویکردی کاملا متفاوت را دنبال می‌کند و به یون‌ها اجازه می دهد آزادانه با آبی که در اطراف قرار دارد در حال تبادل باشند.
این ابزار تازه الکترودهایی دارد که به طور خاص با برخی از یون‌های نمکی که معمولا در آب دریا یافت می‌شوند واکنش می‌دهد. یکی از جنس دی‌اکسید منگنز است که می‌تواند با یون سدیم واکنش داده و Na2Mn5O10 را شکل دهد. از دیگر مزیت‌های این ماده این است که ارزان‌قیمت است، برای محیط زیست خطری ندارد و چگالی بالایی از انرژی دارد.
اما به نظر می‌رسد محققین این مطالعه، خیلی در مورد انتخاب الکترود دوم دقت به خرج نداده‌اند و نقره را انتخاب کرده‌اند که با کلرین واکنش می‌دهد. به هر حال هر دو الکترود انتخاب شده برای این ابزار تازه می‌توانند با یون‌های کلراید سدیم (یا همان نمک خوراکی) که در آب حل می‌شود واکنش دهند.
بنابراین یک چرخه ساده داریم. وقتی آب نمک اطراف الکترودها جریان یابد، آن‌ها یون‌ها را می‌گیرند و یک باتری به وجود می‌آید. اگر آب شیرین جایگزین آب نمک شود، چرخه معکوس می‌شود و برای این کار، الکترون‌ها باید بین دو الکترود جریان داشته باشند و یک جریان االکتریکی قابل استفاده به وجود می‌آید.
در حال حاضر ابزار پیشنهادی انرژی الکتریکی چندانی تولید نمی‌کند، محققین برآورد کرده‌اند که جریان 40 متر مکعب آب شیرین در ثانیه تا 100 مگاوات برق تولید می‌کند. برای مقایسه، می‌توانیم آبشار نیاگارا را در نظر بگیریم که جریان آب آن 1800 متر مکعب بر ثانیه است. به طور کل از این طریق می‌توان 2 تراوات انرژی به دست آورد. در مقایسه با نیاز انسان‌ها به انرژی، این مقدار اندک است، اما باز می‌تواند با جدا نگه داشتن آب شیرین از آب شور، سهمی در تامین انرژی زمینی‌ها داشته باشد.
به علاوه، محققین این مطالعه پیشنهادی برای بالابردن کارآمدی این ابزار ارائه کرده‌اند. آن‌ها می‌گویند می‌توانیم سیستم ساده‌ای برای ذخیره انرژی خورشیدی هم داشته باشیم. یک سیستم بسته خورشیدی می‌تواند آب شیرین یک منبع نمکی را تبخیر کند و منبعی برای تخلیه باتری به وجود بیاورد. آن‌ها همچنین یک نمونه از این ابزار را ساخته‌اند و نشان داده‌اند که سیستم می‌تواند تا بیش از 100 چرخه به کار خود ادامه دهد بدون این که ذره‌ای از کارآمدی آن کم شود.
به گفته این محققین، می‌توان کارآمدی سیستم را با دستکاری الکترودها باز هم بالاتر برد. یکی از مزیت‌های این روش این است که با میزان انرژی اندکی که تولید می‌شود، احتمال انفجار و به آتش کشیده شدن آن بسیار کم است. به علاوه با کمی دستکاری، احتمالا می‌توان سیستم‌های انعطاف‌پذیری بر این اساس طراحی کرد که در موقعیت‌های ویژه به کار آیند.
53272
نظر شما