Słony lód wytwarza prąd. Tak działa to niezwykłe zjawisko
Zamrożona solanka może działać jak miniaturowa elektrownia, która zasili twojego smartfona. Tak, dobrze czytasz.
Naukowcy wykazali, że odpowiednio uformowany lód zawierający sól potrafi wytwarzać energię elektryczną. To efekt zginania mikroskopijnych stożków z lodu, które pod wpływem nacisku generują niewielkie napięcie. Choć dziś to tylko ciekawostka, w przyszłości może dać początek nowym technologiom zasilania, szczególnie w zimnym środowisku.
Ten lód pracuje pod naciskiem
Zespół badaczy stworzył mikroskopijne stożki z zamarzniętej solanki, a dokładniej z mieszaniny wody i soli o stężeniu ok. 25 proc. Po umieszczeniu ich w specjalnej prasie naukowcy zaczęli je rytmicznie zginać i mierzyć pojawiające się napięcie. W efekcie pojedynczy stożek wielkości ziarnka pieprzu był w stanie wytworzyć ok. 1 miliwolta. Tysiące takich struktur połączonych w jeden układ potrafiły zasilić małą diodę LED.
Jest to dowód na działanie tzw. efektu fleksoelektrycznego, czyli niezwykle rzadkiego zjawiska, w którym ładunki elektryczne pojawiają się na skutek nierównomiernych odkształceń materiału stałego. W tym przypadku ważną rolę odgrywa ukryta w lodzie cienka warstwa słonej cieczy, która została uwięziona między kryształami. Pod wpływem zginania solanka zaczyna przepływać w kierunku niższego ciśnienia, a zawarte w niej dodatnio naładowane jony tworzą prąd.
Energia z mrozu i soli
To nie pierwszy raz, kiedy fizycy przyglądają się elektrycznym właściwościom lodu. Wcześniejsze badania sugerowały, że czysty lód także wykazuje słabą fleksoelektryczność, co mogłoby częściowo tłumaczyć, jak w chmurach burzowych gromadzą się ładunki prowadzące do wyładowań atmosferycznych. Tym razem jednak naukowcy postanowili sprawdzić, jak zachowuje się lód zanieczyszczony solą, czyli taki, który częściej spotykamy w naturze.
Okazało się, że sól znacznie wzmacnia efekt, umożliwiając tym samym generowanie wyraźnego napięcia przy stosunkowo małym odkształceniu. Co więcej, badania wykazały, że mniejsze struktury o ostrzejszym kształcie generują większy ładunek w przeliczeniu na objętość niż większe elementy. To oznacza, że skalowanie zjawiska może polegać nie tyle na tworzeniu większych kawałków lodu, co na łączeniu tysięcy mikrogeneratorów w jeden moduł.
Od eksperymentu do praktyki
Czy to oznacza, że zamarznięta kostka lodu naładuje nam kiedyś telefon? Niekoniecznie, a przynajmniej nieprędko. Autorzy badań przyznają, że na tym etapie technologia nie nadaje się jeszcze do zasilania używanych przez nas na co dzień urządzeń. Żeby wygenerować ilość energii potrzebną do ładowania smartfona, potrzeba byłoby lodowej powierzchni o wielkości kilkudziesięciu metrów kwadratowych.
Przeczytaj także:
Jednak w bardziej wyspecjalizowanych zastosowaniach, np. w czujnikach środowiskowych, urządzeniach badawczych w regionach polarnych czy systemach odzyskiwania energii w ekstremalnych warunkach, potencjał jest naprawdę duży. Materiał jest tani, nietoksyczny i przyjazny środowisku. Nie potrzebuje paliwa, baterii ani skomplikowanej elektroniki. Wystarczy mróz, odrobina soli i odpowiedni kształt. I voilà!
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
