Контроль ионного потока через нанопоры

27.08.2024

В последние годы все больше внимания уделяется развитию технологий получения энергии из альтернативных источников, которые могут заменить традиционные углеводородные топлива. Одним из таких перспективных направлений является так называемая "голубая энергия" - методика, основанная на преобразовании энергии, возникающей при движении ионов между областями с разной концентрацией солей. Исследование, проведенное учеными из Университета Осаки, продемонстрировало новый способ повышения эффективности этой технологии за счет контроля ионного потока через нанопористые мембраны с использованием регулируемого напряжения на затворном электроде.

Идея использования нанопористых мембран в системе получения "голубой энергии" заключается в том, что такие мембраны позволяют селективно пропускать ионы, благодаря чему создается электрический ток. Важным аспектом для достижения высокой эффективности этой технологии является способность управлять движением ионов через мембрану. Именно этот вопрос стал центральной темой исследования под руководством ученого Макуса Цуцуи.

Ученые Университета Осаки выяснили, что изменение напряжения на затворном электроде позволяет контролировать движение катионов (положительно заряженных ионов) через нанопористую мембрану. Этот процесс по своему принципу напоминает работу транзисторов, используемых в полупроводниковых схемах, где напряжение на затворе управляет током через канал. В данном случае управление напряжением позволяет значительно увеличить эффективность осмотической энергии, которая используется для преобразования солевого градиента в электрическую энергию.

Проведенные эксперименты показали, что введение контролируемого напряжения на электроде может повысить энергетическую эффективность в шесть раз, что является значительным достижением. Более того, плотность мощности в таких системах может достигать 15 Вт/м2, что открывает новые перспективы для практического применения технологии в промышленности и быту.

Применение данной технологии может существенно ускорить развитие осмотических генераторов энергии, что особенно важно в условиях увеличивающегося спроса на экологически чистые источники энергии. Преобразование энергии из солевых растворов при помощи нанопористых мембран с управляемым ионным потоком способно стать ключевым элементом в обеспечении устойчивого энергоснабжения будущего.

Результаты исследования ученых из Университета Осаки демонстрируют, как применение напряжения на затворном электроде может значительно повысить эффективность технологий получения "голубой энергии". Это открывает широкие возможности для внедрения осмотических генераторов в повседневную жизнь, способствуя созданию более устойчивого и экологически чистого будущего.

<< Назад: Роль причинно-следственной информации для выбора книги ребенком 27.08.2024

>> Вперед: Синтезированы сложные растительные молекулы для фармацевтики 26.08.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива Биометрические линзы сделают зрение в три раза острее 30.05.2015 Стандартным хорошим зрением в области офтальмологии является так называемая "единичка" (1,0). Но технологии могут перевернуть представление о совершенном зрении. Линза Ocumetrics Bionic Lens выводит коррекцию зрения на совершенно новый уровень и, по мнению канадского оптометриста доктора Гарта Вебба (Garth Webb), является будущим отрасли. Благодаря Ocumetrics Bionic Lens зрение человека будет обладать в три раза более высокой остротой по сравнению с нормальной "единичкой". В идеальном варианте эта линза будет имплантироваться в глаз пациента возрастом от 25 лет, когда зрительная система полностью сформирована. В настоящее время проходят клинические исследования новинки. Как отметил офтальмолог доктор Винсент ДеЛуиз (Vincent DeLuise), Ocumetrics Bionic Lens обеспечит прекрасную остроту зрения на средних дистанциях, вдали и вблизи. В случае успешного проведения всех исследований и завершения разработки серийного производственного процесса новинка может стать доступной уже в ближайшие два года.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026