Китайские физики выяснили, что эффективность волновых генераторов электричества можно увеличить более чем в два раза, если изменить положение электродов внутри трубок, извлекающих энергию из колебаний волн на поверхности и в толще Мирового океана. Выводы ученых были опубликованы в статье в научном журнале ACS Energy Letters.
«Перекомпоновка трубочных волновых генераторов электричества позволит повысить напряжение внутри этих элементов примерно в 3,5 раза, повысить силу тока в 2,3 раза и удвоить эффективность передачи заряда. Также предложенный нами вариант архитектуры этих источников электрической энергии можно использовать для беспроводной передачи сигналов через гидросферу», — пишут исследователи.
Открытие было совершено группой китайских физиков под руководством доцента Центрального южного университета в Чанша Дая Гочжана при изучении того, как вырабатывается ток при взаимодействиях морских волн с жидкостно-твердотельными волновыми генераторами электричества. Они представляют собой длинные трубки, заполненные специальными токопроводящими пленками и небольшим количеством жидкости-электролита.
Если такую трубку опустить на поверхность воды, то жидкость внутри нее начнет периодически колебаться от одного конца к другому и сталкиваться с пленками. Это трение воды о твердое тело порождает разницу потенциалов и ведет к разделению электрических зарядов, что способствует движению электрического тока через электроды, соединяющие пленки. Физики из КНР детально изучили этот процесс и обнаружили, что эффективность работы волновых генераторов сильно зависит от того, в какой части трубки находится электрод.
Проведенные ими опыты и расчеты указали на то, что эффективность преобразования колебаний волн в электрическую энергию можно увеличить более чем в два раза, если разместить электроды в конце, а не в середине трубки, где он расположен в уже существующих волновых генераторах. Такое повышение КПД, как объясняют физики, связано с тем, что при таком положении электродов значительно больший объем жидкости участвует в преобразовании энергии колебаний морских волн в электрический ток.
При этом Дай Гочжан и другие исследователи отмечают, что созданный ими прототип волнового генератора электричества способен генерировать достаточно сильный ток для того, чтобы его можно было использовать для беспроводной передачи информации через толщу воды при помощи набора из специально устроенных электродов, использующих морскую воду как проводник. Это позволяет использовать их не только для снабжения энергией, но и управления различными автономными подводными аппаратами, подытожили физики.
