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