Egy egyszerű trükkel több mint kétszer annyi energiát lehet kinyerni a hullámokból, mint eddig hittük. A felfedezés teljesen új korszakot nyithat a kékenergia felhasználása terén, hiszen sokkal jobban megéri kitermelni, mint valaha.
A Dél-Kínai Központi Egyetem (CSU) kutatói rájöttek, hogy egy viszonylag egyszerű megoldással a ma ismert és alkalmazott eljárásokhoz képest legalább dupla annyi energiát tudnak kinyerni a tengeri hullámokból, mint amennyit jelenleg hasznosít az energiaipar.
Mivel az elkövetkező évtizedekben a nettó zéró kibocsátás elérését tűzték ki célul a világ, a nemzetek világszerte érdeklődnek az olyan új technológiák iránt, amelyek szénmentes energiát tudnak biztosítani. Mivel a szél- és naperőműveknél időszakos működéssel kapcsolatos problémák merülnek fel (bár erre is egyre jobb megoldások születnek), a hullámok nagyon életképes szereplői lehetnek az energiatermelésnek. Kiszámíthatóak és folyamatos energiaforrást jelenthetnek, ami kiemelt fontosságot kölcsönöz nekik.
A tenger és az óceán hullámai éjjel-nappal jelentkeznek, az apály-dagály jelenség pedig még náluk is nagyobb erejű lehet, ezért a világon elég sokféle hullámenergia-átalakító (WEC) típussal próbálják meg kiaknázni a természetes energiaforrást. A kínaiak most egy cső alakú hullámenergia-átalakítóval értek el áttörést - az eszközt folyadék-szilárd triboelektromos nanogenerátornak (TENG) nevezték el. A működési elve egyszerűbb, mint a neve: a kulcs egy szilárd cső belsejébe rejtett folyékony oldat mozgása.
A cső belsejében elhelyezett elektródák az áramló víz mechanikai energiáját alakítják elektromossággá. Egy ehhez hasonló, hullámokra fektetett eszköz valóban képes lenne tiszta energia folyamatos előállítására. Az ok, amiért az ehhez hasonló technológiákat korábban nem sikerült felskálázni, nem más, mint az egyelőre gyenge teljesítmény. A CSU kutatói ennek a problémának a kijavítására összpontosítottak és egyszerű megoldást találtak rá: másképpen helyezték el a készülékben az energiagyűjtő elektródát.
A TENG-ek hagyományos konstrukcióiban a mechanikai energiát elektromos energiává alakító rézfólia-elektróda a készülék közepén helyezkedik el. A kutatókat kíváncsivá tette a lehetőség, hogy milyen hatással lenne a teljesítményre, ha az elektróda a cső végére kerülne. A hipotézisük teszteléséhez a csapat kétféle TENG-et tervezett: az egyikben a rézfólia-elektróda középen helyezkedett el, a másikban pedig az elektróda végén - de más szempontból egyáltalán nem különböztek. Az elektródáknak ütköző vagy azokon elcsúszó víz súrlódása elektromos áramot termel - kérdés, hogy melyik mennyit?
A két konstrukciót egy hullámzást szimuláló hintára helyezték, majd mindkettő eszköz más-más pozícióban lévő elektródáját dróttal csatlakoztatták egy külső áramkörhöz. A két kialakítás teljesítményét összehasonlítva a kutatók megállapították, hogy a cső végére helyezett elektróda a 2,4-szeresére növelte a megtermelt elektromos áramot.
A kutatók biztosak benne, hogy az immáron bizonyított elmélettel lerakták a nagyméretűre skálázható, újgenerációs hullámenergia-gyűjtő eszközök alapjait, amelyekkel egy napon a mainál sokkal nagyobb mennyiségben lehet majd kinyerni az óceánok termelte megújuló energiát. Alternatív felhasználási módként a kutatók hozzátették, hogy a rendszer az energiatermelésen túl a víz alatti vezeték nélküli kommunikációt is támogathatná.
Gábor János
A főoldali kép illusztráció. Fotó: pvproductions - Freepik
„A Roszatom Műszaki Akadémián képzett szakemberek már most olyan kompetenciákat sajátítottak el, amelyekre az erőművi blokkok üzembe helyezésének minden szakaszában szükség lesz.”