Сэргээгдэх эрчим хүчний үнэ буурснаар түүнийг эдийн засгийн хувьд хэмнэх арга зам хайх сонирхол нэмэгдэж байна. Батерей нь үйлдвэрлэлийн богино хугацааны өсөлтийг даван туулах чадвартай боловч урт хугацааны хомсдол эсвэл цахилгаан үйлдвэрлэлийн улирлын өөрчлөлтийг даван туулах чадваргүй байж болно. Устөрөгч нь сэргээгдэх эрчим хүчний өндөр бүтээмжтэй үеүүдийн хооронд урт хугацааны гүүр болох боломжтой хэд хэдэн хувилбаруудын нэг юм.
Гэхдээ устөрөгч нь өөрийн гэсэн асуудалтай байдаг. Усыг хувааж авах нь эрчим хүчний хувьд үр ашиггүй бөгөөд удаан хугацаагаар хадгалахад хэцүү байдаг. Ихэнх устөрөгч үүсгэдэг катализаторууд нь цэвэр усаар хамгийн сайн ажилладаг - цаг уурын өөрчлөлт нь гангийн эрчмийг нэмэгдүүлдэг тул бэлэн байх албагүй.
Хятадын хэсэг судлаачид далайн уснаас устөрөгч гаргаж авах төхөөрөмж зохион бүтээжээ - үнэндээ төхөөрөмж ажиллахын тулд далайн усанд байх шаардлагатай. Түүний ажлын цаад гол ойлголт нь ихэнх ус нэвтэрдэггүй хувцас хэрхэн ажилладагийг ойлгодог хэн бүхэнд танил байх болно.
Ус нэвтэрдэггүй, амьсгалдаг хувцас нь нарийн бүтэцтэй нүхтэй мембран дээр тулгуурладаг. Мембран нь усыг зайлуулдаг материалаар хийгдсэн байдаг. Энэ нь нүхтэй боловч шингэн ус нэвтрүүлэхэд хэтэрхий жижиг байдаг. Гэхдээ тэдгээр нь бие даасан усны молекулууд дамжин өнгөрөх хангалттай том хэмжээтэй байдаг. Үүний үр дүнд хувцасны гадна талд ямар ч ус үлддэг ч дотор нь ууршсан хөлс даавуугаар урсаж, гадаад ертөнц рүү орох болно. Үүний үр дүнд даавуу амьсгалдаг.
Ийм мембран нь шинэ төхөөрөмжийн үйл ажиллагаанд гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ нь шингэн усыг мембранаар дамжуулдаггүй, харин усны уурыг дамжуулдаг. Том ялгаа нь шингэн ус нь мембраны хоёр талд байдаг.
Гадна - стандарт давс бүхий далайн ус. Дотор нь нэг давсны төвлөрсөн уусмал байдаг - энэ тохиолдолд калийн гидроксид (KOH) - устөрөгч үүсгэдэг электролизийн процесст нийцдэг. KOH уусмалд дүрсэн электродууд нь тусгаарлагчийн хоёр талд устөрөгч, хүчилтөрөгч үүсгэдэг бөгөөд хийн урсгалыг цэвэр байлгадаг.
Тоног төхөөрөмж ажиллаж эхэлсний дараа юу болох вэ? Төхөөрөмжийн доторх ус нь устөрөгч, хүчилтөрөгч үүсгэхийн тулд хуваагдах үед усны түвшин буурч байгаа нь идэмхий давсны уусмалын концентрацийг нэмэгдүүлдэг (энэ нь анх далайн уснаас хамаагүй их төвлөрсөн байсан). Энэ нь KOH-ийг шингэлэхийн тулд далайн усны мембранаар усыг зөөхөд эрчим хүчний хэмнэлттэй болгодог. Мөн нүх сүвний ачаар энэ нь боломжтой, гэхдээ ус нь уур хэлбэрээр хөдөлж байвал л болно.
Үүний үр дүнд мембран дотор ус нь богино хугацаанд уурын төлөвт үлдэж, төхөөрөмж рүү ороход хурдан шингэн болж хувирдаг. Далайн усанд агуулагдах давсны бүх нарийн төвөгтэй хольц нь мембраны гадна үлдэж, түүнийг хуваах электродуудад цэвэр усны тогтмол урсгалыг хангадаг. Хамгийн чухал нь энэ бүхэн давсгүйжүүлэхэд ихэвчлэн ашигладаг энергийг ашиглахгүйгээр явагддаг бөгөөд энэ нь ердийн электролизерт ашиглах усыг цэвэршүүлэхээс илүү эрчим хүчний хэмнэлттэй ерөнхий процессыг бий болгодог.
Зарчмын хувьд энэ бүхэн гайхалтай сонсогдож байгаа ч энэ нь үнэхээр ажилладаг уу? Үүнийг мэдэхийн тулд багийнхан уг төхөөрөмжийг угсарч, Шэньжэнь булангийн (Хонконг, Макаогийн хойд хэсэгт орших булан) далайн усанд туршиж үзсэн байна. Бараг бүх боломжийн хэмжүүрээр энэ нь сайн ажилласан.
Энэ нь 3200 цаг ашигласны дараа ч гүйцэтгэлээ хадгалсан бөгөөд хэрэглэсний дараа мембраны электрон микроскопоор хийсэн судалгаагаар нүх сүв нь энэ үе шатанд түгжигдээгүй хэвээр байгааг харуулсан. Системд ашигласан KOH нь бүрэн цэвэр биш байсан тул далайн усанд агуулагдах ионуудын агууламж бага байсан. Гэвч эдгээр түвшин цаг хугацааны явцад нэмэгдээгүй нь систем нь далайн усыг электролизийн камерт оруулахыг зөвшөөрөөгүй болохыг баталж байна. Эрчим хүчний хэрэглээний хувьд систем нь ердийн электролизертэй ижилхэн ашигласан нь ус цэвэршүүлэхэд эрчим хүчний зардал шаарддаггүй гэдгийг баталж байна.
KOH уусмал нь мөн өөрийгөө тэнцвэржүүлдэг байсан бөгөөд хэрэв дотоод уусмал нь хэт шингэрсэн бол төхөөрөмж рүү усны тархалт удааширдаг. Хэрэв энэ нь хэт төвлөрч байвал электролизийн үр ашиг буурдаг тул усыг зайлуулах нь удааширдаг.
Зохиогчид өөрсдийн төхөөрөмж нь далайн усны даралт дор 75 м хүртэл гүнд ажиллах боломжтой гэж тооцоолсон. Гэсэн хэдий ч эдгээр гүн дэх температур нь хязгаарлагдмал байж болох юм, учир нь мембранаар дамжин ус тархах хурд нь 30 хэмээс 0 хэмээс зургаа дахин их байдаг. °C.
Энэ бүх сайн мэдээтэй байсан ч гүйцэтгэлийг сайжруулах боломжууд бий. KOH-аас бусад янз бүрийн давс нь сайн, зарим нь илүү сайн ажилладаг. Судлаачид мөн электродуудын эргэн тойрон дахь гидрогельд KOH-ийг оруулах нь устөрөгчийн үйлдвэрлэлийг нэмэгдүүлдэг болохыг тогтоожээ. Эцэст нь ус хуваахад ашигласан электродын материал эсвэл бүтцийг өөрчлөх нь үйл явцыг улам хурдасгах боломжтой юм.
Эцэст нь, энэ нь зөвхөн устөрөгчийн үйлдвэрлэлд ашигтай байж магадгүй гэж багийнхан санал болгов. Тэд далайн усны оронд нэг төхөөрөмжийг литийн шингэрүүлсэн уусмалд дүрж, 200 цаг ажилласны дараа төхөөрөмжид ус орж ирснээс литийн агууламж 40 дахин ихэссэн болохыг тогтоожээ. Бохирдсон усыг цэвэршүүлэх гэх мэт бусад олон нөхцөл байдал байдаг бөгөөд үүнд анхаарлаа төвлөрүүлэх чадвар нь ашигтай байдаг.
Энэ нь устөрөгчийг эрчим хүчний нөөц болгон ашиглахтай холбоотой бүх асуудлыг шийдэж чадахгүй. Гэхдээ энэ нь "цэвэр усны хэрэгцээ"-ийг эдгээр асуудлын жагсаалтаас хасах боломжийг бидэнд олгох нь гарцаагүй.
Та Украинд Оросын түрэмгийлэгчдийн эсрэг тэмцэхэд тусалж чадна, үүнийг хийх хамгийн сайн арга бол Украины Зэвсэгт хүчинд хандивлах явдал юм. Амьдралыг аврах эсвэл албан ёсны хуудсаар дамжуулан NBU.
Мөн сонирхолтой: