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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Оптические системы сортировки и AI для черники и фруктов 14.02.2026

Каждый год потребители ожидают увидеть на прилавках свежие, ровные по размеру и цвету ягоды черники без признаков порчи или обезвоживания, при этом производители стремятся минимизировать потери и сохранить естественную привлекательность продукта. В эпоху растущих требований к качеству и дефицита квалифицированной рабочей силы традиционные методы сортировки фруктов уже не всегда справляются с задачей. Именно поэтому компании активно внедряют оптические сканеры в сочетании с искусственным интеллектом, способные анализировать ягоды с невероятной точностью и скоростью, сохраняя при этом их товарный вид. На выставке Fruit Logistica 2026 в Берлине компания Tomra Food презентовала свои последние достижения в области постуборочной обработки. Центральное место на стенде занимает совершенно новая оптическая сортировочная система, специально разработанная для свежей черники и предназначенная для использования непосредственно в упаковочных цехах. Эта машина охватывает весь путь ягод - от загруз ...>>

Монитор ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3 13.02.2026

Для многих поклонников компьютерных игр выбор монитора - это всегда поиск идеального баланса между потрясающей картинкой, молниеносной скоростью отклика и надежностью в длительных игровых сессиях. Технология QD-OLED уже несколько лет задает высокую планку качества изображения, предлагая глубокий черный цвет, яркие краски и практически мгновенную реакцию пикселей. Однако даже у самых продвинутых панелей оставались слабые места: уязвимость к царапинам, цветовые искажения под определенными углами и заметное отражение в освещенных помещениях. Компания ASUS решила серьезно улучшить ситуацию и представила третье поколение своего популярного 32-дюймового флагмана - ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3. В основе новинки лежит современная 32-дюймовая QD-OLED панель с разрешением 4K (3840 x 2160 пикселей), которая обеспечивает невероятную детализацию и точность цветопередачи. Частота обновления достигает 240 Гц, что делает картинку исключительно плавной даже в самых динамичных сценах шутеров или ...>>

Случайная новость из Архива Новые данные об атмосфере Солнца 30.10.2014 С помощью IRIS (Interface Region Imaging Spectrograph) ученым стало известно, что корона Солнца нагревается гораздо больше, чем поверхность, вызывая постоянный отток частиц, называемых солнечным ветром. myscienceacademy.org 23 октября 12205 Новая информация поможет исследователям лучше понимать, как звезда передает энергию через атмосферу, а также отслеживать динамическую солнечную активность, которая может повлиять на технологическую инфраструктуру в космосе и на Земле. Аппарат выявил зоны с температурой 93 тысячи градусов Цельсия ниже в солнечной атмосфере, чем когда-либо наблюдалось. Ученые назвали их "солнечными тепловыми бомбами" с учетом количества энергии, которую они выпускают за такой короткий промежуток времени. Выявление таких источников неожиданного тепла может способствовать более глубокому пониманию механизмов нагрева всей солнечной атмосферы. IRIS также обнаружил многочисленные структуры, напоминающие мини-торнадо. Они двигаются со скоростью почти 20 километров в секунду и разбросаны по всей хромосфере - внешней оболочке Солнца. Эти торнадо обеспечивают механизм передачи энергии для питания короны, а фонтаны плазмы, которые бьют из корональных дыр, очевидно, являются источниками солнечного ветра.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026