Ste vedeli, da lahko led in sol ustvarita elektriko?
Ko se led in sol združita, ne gre vedno le za zimske ceste. Tokrat gre za nekaj precej bolj futurističnega, elektriko. Skupina znanstvenikov je namreč pokazala, da lahko zmes slane vode in ledu, če jo rahlo upognemo, proizvaja električni tok. Gre za pojav, imenovan flexoelektrični učinek, ki bi lahko v prihodnosti prinesel povsem nove, okolju prijazne vire energije.
Kako lahko led proizvaja elektriko?
Že običajen led vsebuje šibke električne lastnosti, ko se kristalna mreža deformira, nastane majhna električna napetost. A raziskovalci z univerze v Španiji in na Japonskem so pokazali, da dodatek kuhinjske soli (NaCl) močno okrepi ta učinek. Ko se led, ki vsebuje približno 25 % soli, upogne, se v notranjosti po mikroskopskih kanalih začne gibati slanica. Ti premikajoči se ioni ustvarjajo električni tok, ki je tisočkrat močnejši od tistega v navadnem ledu.
Ena sama koničasta kepica ledu, velika kot zrno popra, lahko proizvede približno 1 milivolt električne napetosti. Raziskovalci so izračunali, da bi polje približno 2.000 takih stožcev lahko ustvarilo 2 volta, dovolj za prižig majhne rdeče LED diodice.
Sol okrepi naravno električnost
Dodana sol v strukturi ledu povzroči, da v njem ostanejo mikroskopski žepki tekoče slanice. Ko se takšen ledeni kos rahlo upogne ali stisne, se ioni v slanici premikajo in ustvarijo električni potencial. Ta mehanizem so znanstveniki prepoznali kot izjemno učinkovito različico flexoelektričnosti, pojava, pri katerem se zaradi neenakomernih mehanskih napetosti v materialu pojavi električno polje.
Raziskava, objavljena v reviji Nature Materials, dokazuje, da je naravni material, kot je led, sposoben ustvarjati električno energijo brez uporabe kovin, fosilnih goriv ali kemičnih reakcij.
Možnosti uporabe
Čeprav je moč teh sistemov še skromna, je koncept obetaven. Slani led bi lahko nekoč napajal majhne senzorje v polarnih območjih, kjer sončne celice ali baterije delujejo slabše.
Ker gre za povsem biorazgradljiv in nestrupen material, bi bil zanimiv tudi za uporabo v okoljsko občutljivih območjih, od ledenikov do raziskovanja drugih planetov.
Znanstveniki omenjajo, da bi podobni pojavi morda obstajali tudi na ledenih lunah, kot sta Europa in Enceladus, kjer so prisotni tako led kot slanica. Razumevanje teh procesov bi lahko pomagalo pojasniti električne pojave v zunajzemeljskih ledenih oceanih.
Ovire in izzivi
Učinkovitost po večkratnem upogibanju upada, del električne energije se izgublja kot toplota, poleg tega pa so trenutne napetosti prenizke za praktično uporabo. Raziskovalci zdaj preučujejo, kako bi izboljšali stabilnost ledu in optimizirali obliko struktur, da bi povečali moč.
Ledena energija prihodnosti?
Čeprav si še ne bomo kmalu polnili telefonov z “ledeno baterijo”, odkritje odpira novo poglavje v razumevanju naravnih električnih pojavov.
Morda bomo nekoč v polarnih raziskovalnih bazah, namesto sončnih panelov, uporabljali “solne ledene generatorje”, preprost, čist in popolnoma naraven vir energije.
Pripravil: J.P.
Vir: Nature Materials, Science News, Phys.org, TechXplore, ICN2
