Πώς η Ροή Σπυρίδας Μετατρέπει το Βρόχινου Νερού σε Ανανεώσιμη Ηλεκτρική Ενέργεια

Ερευνητές του Εθνικού Πανεπιστημίου της Σιγκαπούρης παρήγαγαν ηλεκτρική ενέργεια αφήνοντας νερό να πέφτει μέσα από έναν μικρό κατακόρυφο σωλήνα. Το νερό δεν έρεε ως συνεχής στήλη: σχημάτιζε μικρά τμήματα που χωρίζονταν από αέρα, μια διάταξη γνωστή ως «ροή βυσμάτων». Σε εργαστηριακή κλίμακα η μέθοδος ήταν πολύ αποδοτικότερη από μια συνεχή ροή, αλλά δεν έχει αποδειχθεί ότι μπορεί να ηλεκτροδοτήσει ένα σπίτι.

Πώς δημιουργείται το ηλεκτρικό φορτίο;

Όταν το νερό αγγίζει ένα στερεό τοίχωμα, μπορεί να γίνει διαχωρισμός ηλεκτρικών φορτίων στην επιφάνεια. Στη συνηθισμένη συνεχή ροή, το φαινόμενο περιορίζεται από το πολύ μικρό πάχος της ηλεκτρικής διπλοστιβάδας, που σχετίζεται με το μήκος Debye. Η ροή χωριστών τμημάτων νερού μέσα σε σωλήνα χιλιοστομετρικής διαμέτρου αλλάζει τη χημεία στη διεπιφάνεια νερού και αέρα. Η ομάδα κατέγραψε διαχωρισμό ιόντων υδρογόνου και υδροξειδίου, χωρίς να απαιτείται να είναι προφορτισμένη η επιφάνεια.

Πηγή: ACS Central Science (2025)

Η δοκιμαστική διάταξη και οι μετρήσεις

Στο πείραμα το νερό έπεφτε από οριζόντια μεταλλική βελόνα σε κατακόρυφο πολυμερικό σωλήνα διαμέτρου 2 χιλιοστών και ύψους περίπου 32 εκατοστών. Μικρές στήλες νερού εναλλάσσονταν με θύλακες αέρα. Η συλλογή ηλεκτρικής ενέργειας γινόταν σε δύο σημεία, στην κορυφή του σωλήνα και στο δοχείο συλλογής κάτω από αυτόν.

Με ροή 80 χιλιοστόλιτρων ανά λεπτό, ένας σωλήνας παρήγαγε κατά μέσο όρο περίπου 440 μικροβάτ. Η μέγιστη υπολογισμένη απόδοση ήταν 10,4% της απώλειας βαρυτικής δυναμικής ενέργειας του νερού. Η ισοδύναμη πυκνότητα ισχύος περίπου 100 βατ ανά τετραγωνικό μέτρο είναι αναγωγή στην επιφάνεια συλλογής και δεν είναι η ισχύς του ενός σωλήνα. Η μέθοδος παρήγαγε περίπου 100.000 φορές περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από τη συνεχή ροή στην αντίστοιχη σύγκριση. Οι ερευνητές άναψαν πολλαπλά LED και διαπίστωσαν ότι η ισχύς αυξάνεται όταν προστίθεται δεύτερος σωλήνας.

Δοκιμές έως δύο ώρες και επαναλαμβανόμενη λειτουργία επτά ημερών έδειξαν παρόμοια απόδοση στο εργαστήριο. Δοκιμάστηκαν επίσης νερό βρύσης και αραιά αλατούχα διαλύματα. Αυτά δεν αποδεικνύουν αξιοπιστία για χρόνια σε εξωτερικό χώρο ή σημαντική παραγωγή ενέργειας από πραγματικές βροχοπτώσεις. Η απόδοση εξαρτάται από την παροχή νερού και τις συνθήκες εγκατάστασης.

Πιθανές εφαρμογές

Η απλή κατασκευή μπορεί να ενδιαφέρει για μικρούς αισθητήρες και άλλες συσκευές χαμηλής ισχύος. Απαιτείται όμως μεγαλύτερη κλίμακα, αποθήκευση της ενέργειας και έλεγχος του κόστους πριν εξεταστεί εμπορική χρήση. Δεν υπάρχει τεκμηριωμένο χρονοδιάγραμμα διάθεσης 5–10 ετών. Η Clearway Energy, που αναφέρεται στην αρχική αγγλική εκδοχή, αναπτύσσει άλλες μορφές ανανεώσιμης ενέργειας και δεν συμμετείχε στη μελέτη.

Clearway Energy (CWEN) (CWEN )

Τελευταία νέα για την Clearway Energy

Μελέτη: Ao, C. K. κ.ά., «Plug Flow: Generating Renewable Electricity with Water from Nature by Breaking the Limit of Debye Length», ACS Central Science 11, 719–733 (2025). doi:10.1021/acscentsci.4c02110.