Μια απέραντη θάλασσα ενέργειας - Νανογεννήτριες στα κύματα

Θάλασσες και ωκεανοί καλύπτουν πάνω από το 70% της επιφάνειας της Γης και για δεκαετίες αποτελούν ελκυστικό στόχο για την παραγωγή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Σύμφωνα με εκτιμήσεις ειδικών μόνο τα κύματα παράγουν 32.000 τεραβατώρες φυσικής ενέργειας ετησίως, τη στιγμή που οι παγκόσμιες ενεργειακές ανάγκες το 2019 ήταν περίπου 23.000 τεραβατώρες. Αν, μάλιστα, συνυπολογίσει κανείς την ισχύ των ρευμάτων, των παλιρροιών και της θερμικής ενέργειας, οι θάλασσες και οι ωκεανoί του πλανήτη μας συνιστούν να ανεξάντλητη πηγή ενέργειας που βρίσκεται διαρκώς σε κίνηση.

Ωστόσο παρά τις όποιες προσπάθειες, η κίνηση των θαλασσών έχει αποδειχθεί δύσκολο να τιθασευτεί ενεργειακά. Τα κύματα είναι απρόβλεπτα, το θαλασσινό νερό διαβρώνει μηχανές και υποδομές ενώ η ενέργεια των κυμάτων δεν είναι εστιασμένη, αφού «διασκορπίζεται» ταυτόχρονα στις τρεις διαστάσεις.

Αναζητώντας λύση για την παροχή ενέργειας σε σημαντήρες πλοήγησης, οι οποίοι καθοδηγούν τα πλοία και συχνά ενσωματώνουν αισθητήρες για την παρακολούθηση των ωκεάνιων συνθηκών, Πορτογάλοι ερευνητές ίσως έχουν στα χέρια τους την τεχνολογία που θα επιτρέψει την αξιοποίηση του θαλάσσιου ενεργειακού δυναμικού.

Η ερευνητική ομάδα στράφηκε στις λεγόμενους τριβοηλεκτρικές νανογεννήτριες (Τriboelectric Nanogenerators – TENG), οι οποίες κάνουν αυτό ακριβώς που λέει το όνομά τους: μετατρέπουν την κίνηση σε ηλεκτρικό ρεύμα μέσω της τριβής. Η ίδια βασική αρχή που παράγει στατικό φορτίο όταν τρίβουμε ένα μπαλόνι πάνω σε ύφασμα.

Κατά τη δοκιμή TENG σε κλίμακα 1:8, σε πραγματικές συνθήκες, διαπιστώθηκε ότι η μέγιστη τάση εμφανίζεται με κύματα ύψους 0,1 μέτρων, που κινούνται με περίοδο 2,6 δευτερολέπτων. Πρακτικά, αυτό σημαίνει ότι ακόμα και σε συνθήκες νηνεμίας η απόδοση της συγκεκριμένης τεχνολογίας είναι πολύ μεγαλύτερη από τις τυπικές γεννήτριες.

Η μέγιστη ισχύς που παρήγαγε το υπό κλίμακα μοντέλο ήταν 230 microwatts, αρκετή για να τροφοδοτήσει μικρές συσκευές όπως αισθητήρες. Ισχύς, όμως, που θα μπορούσε να αυξηθεί σημαντικά με την ενσωμάτωση πολλαπλών TENG ή την προσθήκη νανοσωματιδίων στις επιφάνειες κάτω από τις μεταλλικές σφαίρες, αυξάνοντας την ικανότητα των υλικών να συλλέγουν φορτίο.

(του Γιάννη Παλιούρη, liberal.gr)

13 Αυγούστου 2021