Случайное явление, которое может стать технологическим прорывом

Может ли обычная капля воды стать источником энергии? Учёные из Королевского технологического института в Мельбурне и Университета Мельбурна обнаружили, что движение воды по поверхности генерирует электрический заряд в 10 раз больше, чем предполагалось ранее.

Фото: commons.wikimedia.org by José Manuel Suárez из Испания, https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/

Капля воды

Это открытие может изменить подход к безопасности хранения топлива и повысить эффективность энергетических систем.

Как это работает?

Исследователи выяснили, что при попадании капли воды на неровную поверхность или выпуклость возникает накопление заряда. Когда капля "прыгает" или скользит, создаётся мощный электрический импульс.

До сих пор считалось, что заряд формируется при испарении жидкости, но новое исследование доказывает обратное: максимальный заряд создаётся в момент первого контакта воды с сухой поверхностью.

"Люди видят, как дождевая вода стекает по стеклу, но не подозревают, что при этом образуется электрический заряд", — говорит доктор Питер Шеррелл, специалист по сбору и использованию энергии из окружающей среды в RMIT.

Опасности и перспективы

Электростатический заряд в резервуарах с горючими жидкостями может представлять опасность, поэтому важно контролировать его накопление.

Новые знания помогут создать покрытия, предотвращающие избыточное накопление заряда, что особенно важно для перехода к экологически чистым видам топлива.

"Современные методы уменьшения заряда, такие как добавки и ограничение потока, могут оказаться неэффективными для новых видов топлива. Нам нужно искать другие решения", — отмечает доктор Джо Берри, эксперт в области гидродинамики.

Эксперимент и результаты

Учёные исследовали взаимодействие воды с тефлоном (PTFE), который не проводит электричество и широко используется в обработке жидкостей.

Специальные камеры зафиксировали изменение энергии при движении капель. В результате было обнаружено, что переход от сухого к мокрому сопровождается скачком заряда от 0 до 4,1 нанокулона — в 10 раз больше, чем при обратном процессе.

"Этот заряд в миллион раз меньше, чем статическое электричество от трения о батут, но его можно контролировать и использовать в различных технологиях", — поясняет первый автор исследования, Шуайцзя Чэнь.

Что дальше?

Теперь команда планирует изучить этот эффект на других жидкостях и материалах. Возможные применения включают:

• Улучшение безопасности при транспортировке горючих веществ.
• Разработку новых технологий сбора энергии.
• Повышение эффективности накопления и восполнения электрического заряда.

Уточнения

Стати́ческое электри́чество — совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности или в объёме диэлектриков или на изолированных проводниках.