Вода: утолитель жажды и новый источник энергии
Что мы знаем о воде? Это жидкость без цвета, вкуса и запаха, прекрасный растворитель. В человеке — 70 процентов воды, в огурце — 90. Вода довольно исправно появляется из кранов (не всю еще выпила российская интеллигенция), падает с неба, протекает от соседей сверху. Воды на нашей планете больше, чем суши (имеется ввиду не японское блюдо), и со стороны человека было бы глупо хоть как-то не использовать ее в своих целях. Сначала были изобретены водяные мельницы, венцом же человеческой мысли в этой области стали ГЭС — гидроэлектростанции.
С момента создания ГЭС принципиально новых способов извлечения энергии из воды никто не придумал (за исключением жителей планеты Плюк в галактике Кин-Дза-Дза, где вода служила настоящим топливом и стоила довольно дорого). Конечно, некоторые современные алхимики пытались продвигать свои идеи, рассуждая примерно так: «вода состоит из молекул, в каждой из которых заключена довольно большая энергия связей между частицами, и вот если бы эту энергию высвободить, то будет всему человечеству счастье». Звучит это красиво, но о практическом воплощении таких сомнительных ламентаций нечего и думать.
Прогресс, однако же, не стоит на месте, и совсем недавно стало возможным говорить о выделении энергии из воды как о совершенно реальном явлении — благодаря труду канадских исследователей.
Ученые из Университета Альберты (University of Alberta) в Канаде представили всему миру работающий прототип приборчика, способного извлекать электрическую энергию из дистиллированной воды. Принцип его работы основан на интересном явлении, которое заключается в том, что вода, проходя через микроканалы с непроводящими стенками, создает на концах этих каналов разность потенциалов. Руководитель группы разработчиков, профессор Ларри Костюк, считает, что это принципиально новый способ получения электроэнергии, созданный за последние 150 с лишним лет.
Теперь стоит подробнее рассмотреть сам процесс. Устройство, названное электрокинетической батареей, имеет в своей основе стеклянный блин диаметром два сантиметра и толщиной около трех миллиметров. Эту лепешку насквозь пронизывают уже известные нам микроканалы — в опытном образце их количество составляло примерно 500 тысяч. Вода, протекающая сквозь микроканалы шириной порядка 10 микрон, образует напряжение (или разность потенциалов) на концах каналов — этому способствует срабатывание эффекта разделения зарядов. Разность потенциалов возникает благодаря тому, что на разных концах каналов скапливаются положительные и отрицательные ионы — собственно, это и есть электрическое напряжение. Такое явление уже получило название «двойного слоя».
scheme.gif
Испытания прототипа прошли более чем успешно — лепешечная батарея смогла обеспечить напряжение питания около 10 вольт и мощность порядка одного миллиампера — этого хватило для того, чтобы заставить гореть светодиод. Разумеется, разработка находится на самой ранней стадии, однако исследователи полны оптимизма и обещают буквально завалить мир дармовой энергией.
Стоит сказать, что гигаваттов и мегаампер от блинчатых источников питания ждать не приходится — все они будут довольно маломощными. Однако этого, как уверяют разработчики, будет вполне достаточно для того, чтобы обеспечивать электроэнергией портативные электронные устройства. Пока же профессор Костюк и его коллеги продолжают работы над совершенствованием своего детища.
Разумеется, любая идея, несущая в себе что-то принципиально новое, не может не подвергаться остракизму. Эксперты ставят под сомнение эффективность подобных электрокинетических систем и утверждают, что даже банальный телевизионный пульт будет потреблять больше энергии, чем система сможет ему поставить.
Как уже говорилось, получение энергии из воды тем или иным образом — идея не новая. Помимо использования турбин (эффективность которых, кстати говоря, приближается к 100 процентам), на производстве внедряются магнитогидродинамические методы выделения энергии, однако разработка профессора Костюка отличается от них всех лишь одной, но очень важной деталью — в ней нет механических вращающихся или каким-либо образом перемещающихся частей. О чем это говорит? О том, что исключена вероятность износа какой-нибудь оси, шестерни или подшипника, а значит — поломки. О том, что срок бесперебойной работы системы (который, как известно, равен сроку службы самого слабого из его узлов) может быть увеличен на порядок или на несколько. Наконец, шума от «водяных батареек» будет гораздо меньше.
Сейчас КПД электрокинетической батареи равен примерно одному проценту, однако ее создатели обещают в течение буквально нескольких лет довести этот показатель до 16 процентов — тогда, дескать, разработка сможет стать конкурентоспособной. И кто знает — глядишь, к 2010 году мы сможем заряжать наши мобильники, карманные компьютеры, плееры и ноутбуки на любой водяной колонке или из-под крана на кухне...