KaramelaYedi
New member
Bilim Elektrik akımı
Nemden enerji nasıl elde edilir
10:33 itibarıyla| Okuma süresi: 3 dakika
Enerji üretiminin yeni ilkesi, bir fırtına bulutundaki su damlacıkları gibi çalışır
Kaynak: Getty Images
WELT podcast’lerimizi buradan dinleyebilirsiniz.
Gömülü içeriğin görüntülenmesi için, üçüncü taraf sağlayıcılar olarak gömülü içeriğin sağlayıcıları bu izni talep ettiğinden, kişisel verilerin iletilmesi ve işlenmesine ilişkin geri alınabilir onayınız gereklidir. [In diesem Zusammenhang können auch Nutzungsprofile (u.a. auf Basis von Cookie-IDs) gebildet und angereichert werden, auch außerhalb des EWR]. Anahtarı “açık” konumuna getirerek, bunu kabul etmiş olursunuz (herhangi bir zamanda iptal edilebilir). Buna, GDPR Madde 49 (1) (a) uyarınca belirli kişisel verilerin ABD dahil üçüncü ülkelere aktarılmasına verdiğiniz onay da dahildir. Bununla ilgili daha fazla bilgi bulabilirsiniz. Onayınızı istediğiniz zaman anahtar ve sayfanın alt kısmındaki gizlilik aracılığıyla geri çekebilirsiniz.
Yeni bir mekanizma ile havadaki sudan kalıcı olarak elektrik üretilebilir. Güneş ve rüzgara karşı avantajı: Dünyanın her yerinde ve her zaman çalışır. Ancak bunun için çok önemli bir koşulun yerine getirilmesi gerekiyor.
WBilim adamları, küçük miktarlarda elektriğin sürekli olarak havadaki nemden çekilebildiği bir mekanizma keşfettiler. Amherst’teki Massachusetts Üniversitesi’nden Jun Yao liderliğindeki bir grup Advanced Materials dergisinde, 100 nanometreden (milimetrenin milyonda biri) daha az gözeneklere sahip oldukları sürece birçok malzemede bu mümkündür. Ardından, malzemenin neme maruz kalan kısmı ile alanın geri kalanı arasında bir gerilim ortaya çıkar.
Araştırmacılar elektrik üretimi ilkesini bir fırtına bulutundaki su damlacıklarıyla karşılaştırıyorlar: “Bu damlacıkların her biri bir yük içeriyor ve eğer koşullar uygunsa, bulut şimşek üretebilir.” onun üniversitesi. Bunun nedeni, suyun kutupsal bir sıvı olması ve elektrik yüklerinin odak noktası olmasıdır. Sonuç olarak, bireysel su molekülü elektriksel olarak nötr değildir.
Enerji ve hammadde geçişi hakkında daha fazla bilgi
Birkaç yıl önce Yao’nun ekibi, havadaki nemden elektrik üretmek için Geobacter sülfürreducens bakterisi tarafından üretilen protein nanoliflerini kullandı. Ancak nanoliflerin üretimi çok karmaşık olduğu için bu tür enerji üretiminin diğer malzemelerle de mümkün olup olmadığını araştırdılar. Bir elektrik voltajının oluşumu için belirleyici koşulun ne olduğunu buldular: Malzemenin gözeneklerinin, havadaki bir su molekülünün kendi hareketi için sahip olduğu ortalama serbest yoldan daha küçük olması gerekiyordu – yaklaşık 100 nanometre. . Gözenekler daha küçük olduğunda, su moleküllerinin diğer hava moleküllerine kıyasla gözenek malzemesiyle çarpışma olasılığı daha yüksektir.
Bu gözenekli malzeme ile çarpıştığında, su molekülleri negatif yüklü bir madde gibi davranarak malzemede pozitif bir yük oluşturur. Bununla birlikte, su molekülleri gözeneklerin derinliklerine nüfuz etmez, bu nedenle gerilim oluşumu yalnızca gözenek tabakasının yüzeyine yakın bir yerde meydana gelir. Bu, katmanın üst kısmının alt kısımdan çok daha fazla yük taşıyan su molekülü ile bombardımana tutulduğu anlamına gelir. Araştırmacılar, bunun bir buluttakine benzer bir yük dengesizliği yarattığını, çünkü üst kısmın alt kısma kıyasla yükünü artırdığını açıklıyor. Bu şarj gradyanı elektrik üretmek için kullanılabilir.
Nem “tüketilmez”
Araştırmacılar, selüloz nano elyaflar, ipek elyaf proteinleri, grafen oksit pulları ve plastik Pedot (poli-3,4-etilendioksitiyofen) dahil olmak üzere çeşitli malzemeleri elektrik voltajı üretme yetenekleri açısından incelediler. Geobacter yeterliklerinden oluşan bir biyofilm, en yüksek voltajı, yani 550 nanovoltu (bir voltun milyarda biri) üretti. Genel olarak, organik malzemeler, nem bağlayıcı olan daha fazla moleküler grup içerdiklerinden, voltaj üretme söz konusu olduğunda organik olmayan malzemelerden daha iyi performans gösterirler. Yao ve meslektaşları, metal-organik çerçevelerin umut verici olduğunu yazıyor.
Nanovolt aralığındaki voltajlar büyük bir akım üretmiyor, ancak bilim adamları gözenekli malzemeleri üst üste istiflemeyi öneriyor. Böyle bir cihazın enerji yoğunluğunun metreküp başına bir kilovat olduğunu tahmin ediyorlar. Güç üreten gözenekli malzemelerin özelliği, havadaki nemin “tüketilmemesi”dir. Bunun yerine, gözeneklerde dinamik bir denge vardır: Ortalama olarak, benzer sayıda su molekülü her zaman malzeme ile çarpışır, ancak her zaman farklı moleküllerdir.
Fizik hakkında daha fazlası
Tehlikeli ve gerekli
Araştırmacılar, nanogözenekli malzemelerle enerji üretiminin dünyanın her yerinde ve her zaman mümkün olduğunu ve güneş radyasyonuna veya rüzgara bağlı olmadığını vurguluyor. Cihazlarına “hava jeneratörü”nden “Air-gen” diyorlar. İlgili nem seviyesine göre ayarlanabilir. Yao, “Yağmur ormanı ortamları için bir malzemeden ve daha kuru bölgeler için başka bir malzemeden yapılmış enerji toplayıcıları hayal edebilirsiniz” diyor.
WELT podcast’lerimizi buradan dinleyebilirsiniz.
Gömülü içeriğin görüntülenmesi için, üçüncü taraf sağlayıcılar olarak gömülü içeriğin sağlayıcıları bu izni talep ettiğinden, kişisel verilerin iletilmesi ve işlenmesine ilişkin geri alınabilir onayınız gereklidir. [In diesem Zusammenhang können auch Nutzungsprofile (u.a. auf Basis von Cookie-IDs) gebildet und angereichert werden, auch außerhalb des EWR]. Anahtarı “açık” konumuna getirerek, bunu kabul etmiş olursunuz (herhangi bir zamanda iptal edilebilir). Buna, GDPR Madde 49 (1) (a) uyarınca belirli kişisel verilerin ABD dahil üçüncü ülkelere aktarılmasına verdiğiniz onay da dahildir. Bununla ilgili daha fazla bilgi bulabilirsiniz. Onayınızı istediğiniz zaman anahtar ve sayfanın alt kısmındaki gizlilik aracılığıyla geri çekebilirsiniz.
“Aha! On dakikalık günlük bilgi” WELT’in bilgi podcast’idir. Her salı ve perşembe bilim alanından günlük soruları yanıtlıyoruz. Podcast’e şu adresten abone olun: spotify, Apple Podcast’leri, derin dondurucu, Amazon Müzik veya doğrudan RSS beslemesi aracılığıyla.
Nemden enerji nasıl elde edilir
10:33 itibarıyla| Okuma süresi: 3 dakika
Enerji üretiminin yeni ilkesi, bir fırtına bulutundaki su damlacıkları gibi çalışır
Kaynak: Getty Images
WELT podcast’lerimizi buradan dinleyebilirsiniz.
Gömülü içeriğin görüntülenmesi için, üçüncü taraf sağlayıcılar olarak gömülü içeriğin sağlayıcıları bu izni talep ettiğinden, kişisel verilerin iletilmesi ve işlenmesine ilişkin geri alınabilir onayınız gereklidir. [In diesem Zusammenhang können auch Nutzungsprofile (u.a. auf Basis von Cookie-IDs) gebildet und angereichert werden, auch außerhalb des EWR]. Anahtarı “açık” konumuna getirerek, bunu kabul etmiş olursunuz (herhangi bir zamanda iptal edilebilir). Buna, GDPR Madde 49 (1) (a) uyarınca belirli kişisel verilerin ABD dahil üçüncü ülkelere aktarılmasına verdiğiniz onay da dahildir. Bununla ilgili daha fazla bilgi bulabilirsiniz. Onayınızı istediğiniz zaman anahtar ve sayfanın alt kısmındaki gizlilik aracılığıyla geri çekebilirsiniz.
Yeni bir mekanizma ile havadaki sudan kalıcı olarak elektrik üretilebilir. Güneş ve rüzgara karşı avantajı: Dünyanın her yerinde ve her zaman çalışır. Ancak bunun için çok önemli bir koşulun yerine getirilmesi gerekiyor.
WBilim adamları, küçük miktarlarda elektriğin sürekli olarak havadaki nemden çekilebildiği bir mekanizma keşfettiler. Amherst’teki Massachusetts Üniversitesi’nden Jun Yao liderliğindeki bir grup Advanced Materials dergisinde, 100 nanometreden (milimetrenin milyonda biri) daha az gözeneklere sahip oldukları sürece birçok malzemede bu mümkündür. Ardından, malzemenin neme maruz kalan kısmı ile alanın geri kalanı arasında bir gerilim ortaya çıkar.
Araştırmacılar elektrik üretimi ilkesini bir fırtına bulutundaki su damlacıklarıyla karşılaştırıyorlar: “Bu damlacıkların her biri bir yük içeriyor ve eğer koşullar uygunsa, bulut şimşek üretebilir.” onun üniversitesi. Bunun nedeni, suyun kutupsal bir sıvı olması ve elektrik yüklerinin odak noktası olmasıdır. Sonuç olarak, bireysel su molekülü elektriksel olarak nötr değildir.
Enerji ve hammadde geçişi hakkında daha fazla bilgi
Birkaç yıl önce Yao’nun ekibi, havadaki nemden elektrik üretmek için Geobacter sülfürreducens bakterisi tarafından üretilen protein nanoliflerini kullandı. Ancak nanoliflerin üretimi çok karmaşık olduğu için bu tür enerji üretiminin diğer malzemelerle de mümkün olup olmadığını araştırdılar. Bir elektrik voltajının oluşumu için belirleyici koşulun ne olduğunu buldular: Malzemenin gözeneklerinin, havadaki bir su molekülünün kendi hareketi için sahip olduğu ortalama serbest yoldan daha küçük olması gerekiyordu – yaklaşık 100 nanometre. . Gözenekler daha küçük olduğunda, su moleküllerinin diğer hava moleküllerine kıyasla gözenek malzemesiyle çarpışma olasılığı daha yüksektir.
Bu gözenekli malzeme ile çarpıştığında, su molekülleri negatif yüklü bir madde gibi davranarak malzemede pozitif bir yük oluşturur. Bununla birlikte, su molekülleri gözeneklerin derinliklerine nüfuz etmez, bu nedenle gerilim oluşumu yalnızca gözenek tabakasının yüzeyine yakın bir yerde meydana gelir. Bu, katmanın üst kısmının alt kısımdan çok daha fazla yük taşıyan su molekülü ile bombardımana tutulduğu anlamına gelir. Araştırmacılar, bunun bir buluttakine benzer bir yük dengesizliği yarattığını, çünkü üst kısmın alt kısma kıyasla yükünü artırdığını açıklıyor. Bu şarj gradyanı elektrik üretmek için kullanılabilir.
Nem “tüketilmez”
Araştırmacılar, selüloz nano elyaflar, ipek elyaf proteinleri, grafen oksit pulları ve plastik Pedot (poli-3,4-etilendioksitiyofen) dahil olmak üzere çeşitli malzemeleri elektrik voltajı üretme yetenekleri açısından incelediler. Geobacter yeterliklerinden oluşan bir biyofilm, en yüksek voltajı, yani 550 nanovoltu (bir voltun milyarda biri) üretti. Genel olarak, organik malzemeler, nem bağlayıcı olan daha fazla moleküler grup içerdiklerinden, voltaj üretme söz konusu olduğunda organik olmayan malzemelerden daha iyi performans gösterirler. Yao ve meslektaşları, metal-organik çerçevelerin umut verici olduğunu yazıyor.
Nanovolt aralığındaki voltajlar büyük bir akım üretmiyor, ancak bilim adamları gözenekli malzemeleri üst üste istiflemeyi öneriyor. Böyle bir cihazın enerji yoğunluğunun metreküp başına bir kilovat olduğunu tahmin ediyorlar. Güç üreten gözenekli malzemelerin özelliği, havadaki nemin “tüketilmemesi”dir. Bunun yerine, gözeneklerde dinamik bir denge vardır: Ortalama olarak, benzer sayıda su molekülü her zaman malzeme ile çarpışır, ancak her zaman farklı moleküllerdir.
Fizik hakkında daha fazlası
Tehlikeli ve gerekli
Araştırmacılar, nanogözenekli malzemelerle enerji üretiminin dünyanın her yerinde ve her zaman mümkün olduğunu ve güneş radyasyonuna veya rüzgara bağlı olmadığını vurguluyor. Cihazlarına “hava jeneratörü”nden “Air-gen” diyorlar. İlgili nem seviyesine göre ayarlanabilir. Yao, “Yağmur ormanı ortamları için bir malzemeden ve daha kuru bölgeler için başka bir malzemeden yapılmış enerji toplayıcıları hayal edebilirsiniz” diyor.
WELT podcast’lerimizi buradan dinleyebilirsiniz.
Gömülü içeriğin görüntülenmesi için, üçüncü taraf sağlayıcılar olarak gömülü içeriğin sağlayıcıları bu izni talep ettiğinden, kişisel verilerin iletilmesi ve işlenmesine ilişkin geri alınabilir onayınız gereklidir. [In diesem Zusammenhang können auch Nutzungsprofile (u.a. auf Basis von Cookie-IDs) gebildet und angereichert werden, auch außerhalb des EWR]. Anahtarı “açık” konumuna getirerek, bunu kabul etmiş olursunuz (herhangi bir zamanda iptal edilebilir). Buna, GDPR Madde 49 (1) (a) uyarınca belirli kişisel verilerin ABD dahil üçüncü ülkelere aktarılmasına verdiğiniz onay da dahildir. Bununla ilgili daha fazla bilgi bulabilirsiniz. Onayınızı istediğiniz zaman anahtar ve sayfanın alt kısmındaki gizlilik aracılığıyla geri çekebilirsiniz.
“Aha! On dakikalık günlük bilgi” WELT’in bilgi podcast’idir. Her salı ve perşembe bilim alanından günlük soruları yanıtlıyoruz. Podcast’e şu adresten abone olun: spotify, Apple Podcast’leri, derin dondurucu, Amazon Müzik veya doğrudan RSS beslemesi aracılığıyla.