Nuova fonte di energia elettrica mediante nanotubi?

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manet42
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Nuova fonte di energia elettrica mediante nanotubi?




da manet42 » 06/03/13, 21:48

Per commentare:

L'acqua salata si è trasformata in una fonte di elettricità dai nanotubi

Più piccolo è, più grande è l'effetto! Questo paradosso è stato appena osservato da una squadra dell'Università di Lione e dell'Institut Néel (CNRS) di Grenoble. Nella rivista Nature of 28 February, questi ricercatori dimostrano che la perforazione di alcune decine di nanometri attraverso una membrana impermeabile può avere effetti imprevisti e importanti sul trasporto di specie chimiche all'interno di questo mini-canale.
In particolare, immergere questo dispositivo in un serbatoio di acqua salata contenente cloruro di potassio consente di separare in modo molto efficace le cariche positive (legate al potassio) e negative (legate al cloro) su entrambi i lati della parete. È quindi possibile recuperare una corrente elettrica.

"Se estrapoliamo questo risultato a una membrana perforata con miliardi di tali tubi per centimetro quadrato, otteniamo potenze elettriche da 100 a 1 volte maggiori rispetto agli attuali dispositivi di energia osmotica", stima Lydéric Bocquet, professore al CNRS e all'Institut lumière lumière di Lione. Abbastanza per recuperare energia dall'acqua di mare o dalle saline.

In effetti, questi ricercatori non perforano direttamente la loro membrana impermeabile in nitruro di silicio. Usano un nanotubo, che inseriscono in un foro più grande prima di "sigillare" il vuoto con un sigillo in carbonio.

"È molto difficile da fare! E il risultato è molto bello", stima Loïc Auvray, direttore del laboratorio Materia e sistemi complessi presso l'Università di Parigi-VII. Questa delicata tecnica era originariamente intesa a costruire un dispositivo che permettesse di studiare i fenomeni in gioco in un unico piccolo canale.

DEPOSITO BREVETTO

"Esperimenti precedenti avevano mostrato effetti sorprendenti con diversi nanotubi di carbonio, come il trasporto rapido di gas. Ma, per comprendere appieno cosa sta succedendo, abbiamo dovuto lavorare su un singolo tubo, afferma Lydéric Bocquet. Una delle nostre speranze è che che le equazioni di meccanica dei fluidi che conosciamo sono diverse da queste nanoscala ".

I primi test con tubi in carbonio falliscono. I ricercatori usano quindi il nitruro di boro, per il quale il processo funziona. E questa è la sorpresa. "Eravamo perplessi e ci è voluto del tempo per verificare le nostre misurazioni", ricorda Lydéric Bocquet, che pensa di aver capito perché le cariche elettriche circolano così bene.

In presenza di acqua, le pareti di nitruro di boro sono coperte da cariche elettriche negative, favorendo il drenaggio di potassio caricato positivamente dall'acqua. Il piccolo spessore del tutto, un micrometro, rende più importante il gradiente di concentrazione tra i due serbatoi, quindi l'effetto è più spettacolare.

Il team, che ha depositato un brevetto, ora prevede di realizzare un muro attraversato da diversi canali nanometrici; che richiede un nuovo processo. Forse sarà quindi in grado di accendere una lampadina solo da un bagno di acqua salata. Per Lydéric Bocquet, "dobbiamo trovare strade alternative in termini di energia. Ed è tanto più stimolante lavorare su strade inesplorate".

David Larousserie


Fonte: http://www.lemonde.fr/sciences/article/ ... 50684.html ou https://www.econologie.info/share/partag ... nmB0ja.pdf
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Continuamente cercando, abbiamo finalmente riusciamo. Quindi più si riesce, tanto più probabile è che funziona.
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da chatelot16 » 06/03/13, 22:50

questo documento non è molto chiaro ... ma mi sembra che l'energia dell'acqua salata sia già utilizzata dall'osmosi

meglio noto per l'osmosi inversa: serve una certa pressione per produrre acqua pura con acqua salata ... inversamente quando si dispone di acqua dolce e acqua salata, il filtro ad osmosi rende passare l'acqua dolce in acqua salata con una buona altitudine: un livello delicato di ogni decina da mettere sotto il livello dell'acqua di mare, quindi energia da recuperare con l'acqua dolce che arriva come qualsiasi altra centrale idroelettrica

ovunque nel mondo in cui un fiume sfocia nel mare ci sarebbe modo di rendere più una centrale idroelettrica con l'osmosi ... tranne che i filtri di osmosi sono costosi e non è ovvio che tutto ciò che è redditizio soprattutto se è contaminato troppo rapidamente dall'inquinamento del fiume
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da Christophe » 06/03/13, 22:56

Sì, esiste già, ne abbiamo anche parlato qui: https://www.econologie.com/forums/un-projet- ... t4301.html

Ma qui sembra molto più potente:

otteniamo energia elettrica 100 a 1 000 volte maggiore rispetto agli attuali dispositivi a energia osmotica
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da chatelot16 » 07/03/13, 00:11

il sistema di osmosi non è perfetto, sarebbe possibile fare un po 'meglio ... ma 100 o 1000 volte più superiamo il massimo teorico e possiamo fare un movimento perpetuo

con 1000 volte più dell'osmosi si alimenta in gran parte una fabbrica di desalinizzazione e si ricomincia!
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da Christophe » 07/03/13, 00:29

Bene, tutto dipende 1000 volte più grande di cosa?

A priori parlano della densità di energia superficiale ...

Se estrapoliamo questo risultato a una membrana rivoluzionaria di miliardi di tali tubi per centimetro quadrato,


... in tutti i casi è estrapolazione ...
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da moinsdewatt » 07/03/13, 19:28

chatelot16 ha scritto:il sistema di osmosi non è perfetto, sarebbe possibile fare un po 'meglio ... ma 100 o 1000 volte più superiamo il massimo teorico e possiamo fare un movimento perpetuo

con 1000 volte più dell'osmosi si alimenta in gran parte una fabbrica di desalinizzazione e si ricomincia!


No.
Mostra quanto il sistema precedente di osmosi aveva una bassa efficienza.
Non ripetere con sicurezza e quel tipo di battute.

a 2009 è stata inaugurata una piccolissima centrale elettrica ad osmosi in Norvegia:

Elettricità nell'osmosi con la natura

Oggi viene inaugurato a Tofte, in Norvegia, il primo impianto al mondo che produrrà elettricità sfruttando il matrimonio tra acqua salata e acqua dolce, secondo il principio dell'osmosi. Rapporto sulle rive dell'Oslofjord e dettagli su questa nuova fonte di energia rinnovabile e 100% pulita per l'ambiente

Oggi a Tofte, frazione di Oslofjord situata a 58 km dalla capitale norvegese, la principessa Mette-Marti inaugura la prima centrale elettrica al mondo sfruttando questo fenomeno onnipresente sulla Terra, in piante come nei nostri corpi.
.........

Considerando i progressi tecnologici negli anni '1990, è valsa la pena riesaminare la questione ", afferma Stein Erik Skilhagen. Utilizzando i materiali attuali (acetato di cellulosa, polimeri sintetici), il capo della sezione Osmosis Power di Statkraft ei suoi colleghi hanno prodotto membrane ad alte prestazioni di 2 o 3 W / m2. È molto meglio. Ma non ancora soddisfacente. “La barra di 6 W / m2 è fondamentale, analizza Gérald Pourcelly, direttore dell'Istituto europeo delle membrane, sulla rivista Science & Vie. Passeremmo da un esperimento di laboratorio a una tecnologia che probabilmente sarà competitiva ". Indipendentemente da ciò, gli ingegneri norvegesi hanno deciso di costruire una stazione dimostrativa.

Alla Tofte, tutto è nel volume di un grande appartamento, molto umido. Al primo piano, i due accessi di acqua, salata e dolce, da uno di un lago vicino. Le membrane, sottili come la carta, sono arrotolate da tagli di 30 m2 in quelli che sembrano bombole di gas, circa sessanta, chiamati moduli. "In totale, abbiamo la membrana 2000 m2", afferma Stein Erik Skilhagen. Entrambi i tipi di acqua entrano distintamente nei moduli, subiscono il processo osmotico e aumentano il volume all'uscita dell'acqua salata. Il liquido in eccesso così "trasferito" viene quindi espulso in una piccola turbina che ruota dietro una finestra. "Con esso, produrremo 2 a 3 kWh di elettricità. Cosa fa funzionare una macchina da caffè. "Ma la cosa importante è meno in quantità che in fattibilità.

"Nessuno, ad oggi, è riuscito a generare elettricità in condizioni reali con questo metodo. Oggi la pressione è grande ", afferma Stein Erik Skilhagen senza alcun gioco di parole. "Dieci anni fa, Statkraft ha rischiato con questo progetto 20-25 milioni". Soprattutto dal momento che "Tofte è uno dei posti peggiori in Norvegia; qui, l'acqua dolce contiene minuscole particelle organiche provenienti dall'agricoltura. Ma se l'idea funziona qui, sarà applicabile ovunque. " Queste particelle hanno una dimensione di circa un micron. I tecnici hanno dovuto installare un sistema di filtri primari, per impedire loro di ostruire i pori delle membrane. "Dobbiamo eliminarli una volta al giorno, a volte con cloro, ma senza danni alla natura."

Gli ingegneri di Statkraft stanno già vedendo oltre. Con 2015, hanno in programma di sviluppare una "stazione pilota" di 25 megawatt (MW) questa volta, 1000 volte più di Tofte, che rimane poco rispetto a una centrale a carbone (1000 MW) . Per fare ciò, sarebbe necessario l'uso della membrana 5 milioni di m2. Membrane che Stein Erik Skilhagen lavora per ottimizzare: "Riteniamo di avere tutti gli elementi in mano. Ma, come in un puzzle, devi trovare la giusta combinazione di parametri di produzione. Soprattutto per quanto riguarda i flussi di diffusione ".

I ricercatori stanno anche testando nuovi materiali, come strati di nanotubi di carbonio impregnati in un polimero. Secondo Stein Erik Skilhagen, la comunità scientifica è sempre più attiva in questo campo, in particolare negli Stati Uniti, dove la società Oasys sta facendo rapidi progressi. "Oggi saremo molto guardati. La nostra dimostrazione sarà probabilmente un evento scatenante in tutto il mondo, in Giappone, dove anche la tecnologia è stata dimostrata. "
...................



leggi per intero: http://www.letemps.ch/Page/Uuid/3b9d7c1 ... _la_nature (Pagine 3 da svolgere)
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da moinsdewatt » 07/03/13, 19:45

e questo altro articolo: http://www.blog-habitat-durable.com/art ... 01742.html parlare della superficie 4000 W / m2 di tali nanotubi.

........
I nanotubi di boro-azoto consentono quindi di ottenere una conversione estremamente efficiente dell'energia contenuta nei gradienti salini in energia elettrica direttamente utilizzabile. Estrapolando questi risultati su una scala più ampia, una membrana 1 di metri quadri di boro-nanotubi avrebbe una capacità di circa 4 kW e sarebbe in grado di generare fino a 30 MegaWatts.ora all'anno. Queste prestazioni sono tre ordini di grandezza superiori a quelle dei prototipi di centrali osmotiche attualmente in servizio. I ricercatori ora vogliono studiare la produzione di membrane composte da nanotubi di boro-nanotubi e testare le prestazioni di nanotubi di diversa composizione.

............


abbiamo ordini di grandezza 3 più che con il sistema di norvegesi che ho documentato nel post sopra.
E purché possiamo concretamente fare questa estrapolazione.
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da Christophe » 27/03/13, 21:31

http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /72397.htm

Nanotubi per sfruttare al massimo l'energia osmotica degli estuari

Energia osmotica, sai? Indica l'energia sfruttabile dalla differenza di salinità tra acqua di mare e acqua dolce, queste due acque sono separate da una membrana semipermeabile. Esperienza. Portare un serbatoio di acqua salata e un serbatoio di acqua dolce a contatto con idonee membrane semipermeabili. È quindi possibile produrre elettricità, in due modi diversi, dai gradienti salini. Il primo sfrutta la differenza di pressione osmotica tra i due serbatoi, che consente di far girare una turbina. Il secondo è usare solo membrane che passano solo ioni. È subito chiaro che la capacità teorica di questa energia osmotica concentrata alla foce dei fiumi è ovviamente gigantesca. Stiamo parlando almeno di 1 Terawat che sarebbe disponibile, l'equivalente dei reattori nucleari 1.000. Sì, ma qui, le prestazioni ottenute dalle attuali tecnologie per recuperare questa energia osmotica sono ancora molto basse, dell'ordine di 3 Watts per metro quadrato di membrana.

Immagine

Diagramma schematico dell'esperimento: viene studiato il trasporto osmotico dell'acqua attraverso un nanotubo di boro-nanotubo transmembrana. Crediti: Laurent Joly (ILM)

Da qui l'interesse del lavoro svolto dai fisici dell'Institut Lumière Matière (CNRS / Università Claude Bernard Lyon 1) in collaborazione con l'Istituto Néel (CNRS) e i cui risultati sono pubblicati nel numero Nature datato 28 febbraio. Ispirati dalla biologia e dalla ricerca sui canali cellulari, sono riusciti per primi: misurare il flusso osmotico attraversando un singolo nanotubo Per fare questo, hanno usato un dispositivo sperimentale composto da una membrana impermeabile ed elettricamente isolante, questo la membrana viene perforata con un singolo foro attraverso il quale i ricercatori hanno passato un nanotubo di azoto boro con un diametro esterno di alcune decine di nanometri. Quindi hanno usato la punta di un microscopio a tunnel per ottenere questa prodezza di forza. Quindi è rimasto per immergere due elettrodi nel liquido su entrambi i lati del nanotubo per misurare la corrente elettrica che scorre attraverso la membrana. Questo è dell'ordine del nano-ampere, più di mille volte quello prodotto dagli altri metodi attuali usati per cercare di recuperare questa energia osmotica.

Se si estrapolano i risultati ottenuti da questi ricercatori su una scala più ampia, una membrana di 1 m2 di nanotubi di azoto-azoto avrebbe una capacità di circa 4 KW e sarebbe in grado di generare fino a 30 MW ora all'anno. Prestazioni di tre ordini di grandezza superiori a quelle ottenute dal prototipo di centrali osmotiche attualmente in servizio. Allo stato attuale, i ricercatori prenderanno in considerazione la fabbricazione di membrane costituite da questi nanotubi di azoto boro e testeranno, in parallelo, le prestazioni di nanotubi di diversa composizione.
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da chatelot16 » 28/03/13, 02:06

quindi non aumenta l'energia prodotta dai kg di sale da diluire ... aumenta solo la produzione per unità di superficie della membrana

Quindi questa non è la rivoluzione del secolo: ciò che limita l'energia prodotta in un sito dove c'è acqua dolce da diluire è la quantità di acqua dolce che arriva nel mare. la superficie della membrana per il fiume non è il fattore limitante

il prezzo della membrana è più importante della superficie

questi nanotubi saranno più economici alla stessa potenza?

se le membrane dei nanotubi sono meno costose sarebbe particolarmente utile per la desalinizzazione
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Caterham756
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iscrizione: 14/05/19, 21:35

Ri: Nuova fonte di elettricità dai nanotubi?




da Caterham756 » 14/05/19, 21:41

ciao mi puoi spiegare come si può recuperare l'energia elettrica prodotta da questo fenomeno elettrochimico?
e come può il nanotubo produrre energia elettrica che non ho capito molto bene?

grazie in anticipo agli scienziati!
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