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:

Двойная система антител летучих мышей против опасных вирусов 17.09.2026

Летучие мыши давно занимают особое место в исследованиях инфекционных заболеваний. Эти животные способны быть естественными носителями вирусов, представляющих серьезную опасность для человека, однако сами зачастую избегают тяжелых последствий заражения. Такая необычная способность особенно интересна ученым, поскольку позволяет изучать механизмы, с помощью которых организм может одновременно сосуществовать с потенциально опасными патогенами и контролировать их воздействие. Исследователи из Тюлейнского университета, Стэнфорда и Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) приблизились к объяснению этого феномена. По их данным, важную роль может играть необычная организация иммунной системы рукокрылых. У представителей семейства лиликовых (Vespertilionidae), насчитывающего более 500 видов и распространенного на всех континентах, кроме Антарктиды, специалисты обнаружили сразу две независимые генетические системы, участвующие в создании тяжелых цепей антител. Антитела пред ...>>

Экологичный ноутбук Acer Vero 16 с модульным корпусом 17.09.2026

Современный ноутбук постепенно перестает быть устройством, которое после нескольких лет эксплуатации проще заменить новым. Производители все чаще пытаются увеличить срок службы техники за счет переработанных материалов, ремонтопригодной конструкции и возможности модернизации отдельных компонентов. Новый Acer Vero 16 (V16-I71 / V16-I71T) стал одним из примеров такого подхода: при высокой производительности модель ориентирована не только на современные вычислительные задачи, но и на снижение экологической нагрузки на протяжении всего жизненного цикла устройства. В основе концепции Acer лежит расширенный принцип 4R, включающий Reduce - уменьшение использования ресурсов, Reuse - повторное применение, Recycle - переработку и Repairability - ремонтопригодность. Разработчики постарались реализовать эти четыре направления непосредственно в конструкции ноутбука. В частности, верхняя крышка и рабочая панель изготовлены из сплава, в котором сочетаются 50% переработанного и 50% низкоуглеродисто ...>>

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Звуковые карты Asus Essence STX II и Asus Essence STX II 7.1 23.03.2014 Компания Asus представила звуковые карты "уровня Hi-Fi", получившие обозначения Essence STX II и Essence STX II 7.1. Эти изделия, по словам производителя, характеризуются отношением сигнал/шум 124 дБ (на линейном выходе) и оснащены усилителями для наушников с импедансом до 600 Ом (на выходе для наушников отношение сигнал/шум равно 120 дБ). Диапазон воспроизводимых частот равен 10 Гц - 90 кГц, THD+N - 0,0003% (-110 дБ). Производитель отмечает наличие отдельного регулятора усиления для наушников, использование высококачественных операционных усилителей (ОУ) Muses 8920 и Muses 8820 с возможностью их замены (комплект включает три дополнительных ОУ - два Texas Instruments LME49720 и один Muses 8820, а также инструмент для извлечения микросхем из сокетов). Модель Essence STX II 7.1 выделяется возможностью вывода многоканального звука (7.1) в аналоговой форме с помощью дочерней платы. Отношение сигнал/шум на этих выходах производитель оценивает в 120 дБ. На дочерней плате установлено девять ОУ (три LM4562 и шесть JRC 2114D) и все они могут быть заменены.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026