23 年 2023 月 XNUMX 日 (Nanowerkニュース) 世界の海岸線沿いには、ほとんど未開発のエネルギー源があります。それは、海水と淡水の塩分濃度の違いです。 新しいナノデバイスは、この違いを利用して電力を生成できます。 イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の研究チームは、イオン流を使用可能な電力に変換できるナノ流体デバイスの設計を雑誌に報告した。 ナノエネルギー (「エネルギーハーベストのためのナノ流体半導体チャネルにおけるイオンクーロン抵抗」）。 研究チームは、この装置を使用すれば、海水と淡水の境界にある自然のイオンの流れから電力を取り出すことができると考えている。 「現段階では私たちの設計はまだコンセプトですが、非常に多用途であり、すでにエネルギー応用への強力な可能性を示しています」と、I大学の電気・コンピュータ工学教授でプロジェクトリーダーのジャン・ピエール・ルバートン氏は述べた。 「それは学術的な疑問から始まりました。『ナノスケールの固体デバイスはイオン流からエネルギーを抽出できるのでしょうか?』 – しかし、私たちのデザインは私たちの期待を上回り、多くの点で私たちを驚かせました。」 レバートンのグループによって設計された装置。 塩イオンがデバイスのチャネルを通って高濃度から低濃度に流れると、電荷が一方の端からもう一方の端に引きずられ、電圧と電流が発生します。 (画像: イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校のグレンジャー工科大学) 川が海に注ぐ場所など、塩分濃度の異なる XNUMX つの水域が出会うとき、塩の分子は濃度の高いところから低いところへ自然に流れます。 これらの流れは、溶解した塩から形成されるイオンと呼​​ばれる帯電粒子で構成されているため、そのエネルギーを得ることができます。 Leburton のグループは、デバイス内を流れるイオンと電荷の間の「クーロン抵抗」と呼ばれる現象を利用するナノスケール半導体デバイスを設計しました。 イオンがデバイス内の狭いチャネルを流れると、電気力によってデバイスの電荷が一方の側からもう一方の側に移動し、電圧と電流が発生します。 研究者たちは、デバイスをシミュレートしたときに XNUMX つの驚くべき動作を発見しました。 まず、彼らはクーロン抵抗が主に反対の電荷間の引力によって発生すると予想していましたが、電気力が反発する場合でもデバイスが同様にうまく機能することがシミュレーションで示されました。 正および負に帯電したイオンの両方が抗力に寄与します。 「同様に注目に値することですが、私たちの研究は増幅効果があることを示しています」と、レバートンのグループの大学院生であり、研究の筆頭著者であるミンゲ・シオンは述べた。 「移動するイオンはデバイスの電荷に比べて非常に大きいため、イオンは電荷に大量の運動量を与え、下にある電流を増幅します。」 研究者らはまた、チャネル直径がイオンと電荷との近接性を確保するのに十分なほど狭い場合、これらの効果は特定のチャネル構成や材料の選択とは無関係であることも発見しました。 研究者らは発見結果の特許取得を進めており、これらのデバイスのアレイを実際の発電に向けてどのように拡張できるかを研究している。 「デバイスアレイの出力密度は太陽電池の出力密度と同等かそれを超える可能性があると考えています」とLeburton氏は述べた。 「生物医学センシングやナノ流体工学などの他の分野での応用の可能性については言うまでもありません。」

• SEO を活用したコンテンツと PR 配信。 今日増幅されます。
• PlatoData.Network 垂直生成 Ai。 自分自身に力を与えましょう。 こちらからアクセスしてください。
• プラトアイストリーム。 Web3 インテリジェンス。 知識増幅。 こちらからアクセスしてください。
• プラトンESG。 カーボン、 クリーンテック、 エネルギー、 環境、 太陽、 廃棄物管理。 こちらからアクセスしてください。
• プラトンヘルス。 バイオテクノロジーと臨床試験のインテリジェンス。 こちらからアクセスしてください。
• 情報源： https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63700.php