Salzwasser wird durch Nanoröhren in eine Stromquelle umgewandelt
Je kleiner es ist, desto größer ist der Effekt! Dieses Paradoxon wurde gerade von einem Team der Universität Lyon und des Néel Institute (CNRS) in Grenoble beobachtet. In der Fachzeitschrift „Nature“ vom 28. Februar zeigen diese Forscher, dass das Bohren eines Lochs von einigen zehn Nanometern durch eine undurchlässige Membran unerwartete und erhebliche Auswirkungen auf den Transport chemischer Spezies innerhalb dieses Minikanals haben kann.
Insbesondere das Eintauchen dieses Geräts in einen Tank mit Salzwasser, der Kaliumchlorid enthält, ermöglicht eine sehr wirksame Trennung der positiven (an Kalium gebundenen) und negativen (an Chlor gebundenen) Ladungen auf beiden Seiten der Wand. Anschließend kann ein elektrischer Strom zurückgewonnen werden.
„Wenn wir dieses Ergebnis auf eine Membran extrapolieren, die mit Milliarden solcher Röhren pro Quadratzentimeter durchbohrt ist, erhalten wir elektrische Leistungen, die 100 bis 1 Mal größer sind als mit aktuellen osmotischen Energiegeräten“, schätzt Lydéric Bocquet, Professor am CNRS und am Licht und Materie Institut in Lyon. Genug, um Energie aus Meerwasser oder Salzwiesen zurückzugewinnen.
Tatsächlich durchstoßen diese Forscher ihre undurchlässige Siliziumnitridmembran nicht direkt. Sie verwenden eine Nanoröhre, die sie in ein größeres Loch einführen, bevor sie den Hohlraum mit einer Kohlenstoffdichtung „verschließen“.
„Das ist sehr schwierig! Und das Ergebnis ist sehr schön“, sagt Loïc Auvray, Direktor des Labors für Materie und komplexe Systeme an der Universität Paris-VII. Diese heikle Technik war ursprünglich dazu gedacht, ein Gerät zur Untersuchung der in einem einzigen kleinen Kanal ablaufenden Phänomene zu bauen.
Patentanmeldung
„Frühere Experimente hatten mit mehreren Kohlenstoffnanoröhren überraschende Effekte gezeigt, wie zum Beispiel einen schnellen Gastransport. Aber um vollständig zu verstehen, was passiert, mussten wir an einer einzelnen Röhre arbeiten“, sagt Lydéric Bocquet. Eine unserer Hoffnungen ist, dass die Gleichungen der Flüssigkeit Die Mechanik, von der wir wissen, dass sie sich von diesen Nanometerskalen unterscheidet.
Die ersten Versuche mit Carbonrohren scheitern. Anschließend verwenden die Forscher Bornitrid, bei dem das Verfahren funktioniert. Und das ist die Überraschung. „Wir waren ratlos und es hat einige Zeit gedauert, unsere Messungen zu überprüfen“, erinnert sich Lydéric Bocquet, der nun zu verstehen glaubt, warum elektrische Ladungen so gut zirkulieren.
In Gegenwart von Wasser werden die Bornitridwände mit negativen elektrischen Ladungen bedeckt, was den Abfluss des positiv geladenen Kaliums durch das Wasser begünstigt. Die geringe Dicke der Anordnung von einem Mikrometer bedeutet, dass der Konzentrationsgradient zwischen den beiden Reservoirs größer und der Effekt dadurch spektakulärer ist.
Das Team, das ein Patent angemeldet hat, plant nun die Herstellung einer Wand, die von mehreren nanometrischen Kanälen durchzogen ist; was einen neuen Prozess erfordert. Vielleicht gelingt es ihr dann, nur aus einem Salzwasserbad heraus eine Glühbirne anzuzünden. Für Lydéric Bocquet „müssen wir energetisch alternative Wege finden. Und es ist umso anregender, auf unerforschten Wegen zu arbeiten.“
David Larousserie
Quelle: http://www.lemonde.fr/sciences/article/ ... 50684.html ou https://www.econologie.info/share/partag ... nmB0ja.pdf