9 Нове дослідження виявило, що вода, яка рухається по поверхнях, генерує електричний заряд у десять разів більший, ніж вважалося раніше, що має значні наслідки для безпеки паливних систем та потенційні застосування в енергетиці.
Явище електрогенерації під час руху води існує повсюди в нашому повсякденному житті. Співавтор дослідження доктор Шеррелл з наукової школи RMIT зазначає:
“Більшість людей спостерігають, як дощова вода безладно стікає по вікну або лобовому склу автомобіля, але не знають, що вона генерує крихітний електричний заряд”.
Це явище пов’язане з природною полярністю молекул води, що виникає через взаємодію атомів.
Молекула води має унікальну структуру, що складається з двох атомів водню та одного атома кисню. Така будова створює полярність молекули, де сторона кисню має незначний негативний заряд, а сторона водню – позитивний. При контакті з певними поверхнями ця полярність призводить до розділення та накопичення електричних зарядів.
Попередні дослідження зосереджувалися лише на випадках, коли вода переходила з мокрої поверхні на суху. Новий експеримент мав на меті врахувати всі електричні ефекти взаємодії рідини з поверхнею. Вчені використовували плоску пластину з тефлону та спеціальні камери для фіксації моментів прилипання і ковзання крапель.
МЕХАНІЗМ “ПРИЛИПАННЯ-КОВЗАННЯ” ТА ЙОГО ВПЛИВ
Явище “прилипання-ковзання” описує процес, коли вода тимчасово прилипає до поверхні та згодом ковзає по ній. Під час прилипання крапля застрягає на поверхні, накопичуючи силу для продовження руху. Раптове вивільнення енергії при звільненні краплі створює значний електричний заряд.
Дослідники зафіксували найбільшу зміну заряду при першому контакті води з поверхнею – від 0 до 4,1 нанокулонів (нКл). Важливо відзначити, що згенерований заряд залишався стабільним при русі крапель між мокрими і сухими ділянками поверхні. Заряд також зберігався в краплі під час її подальшого руху.
Хоча величина виміряного заряду здається мізерною порівняно зі статичним розрядом, його наслідки можуть бути надзвичайно важливими. Зокрема, це відкриття має особливе значення для систем зберігання та транспортування палива, де постійна взаємодія рідин із поверхнями може призводити до накопичення заряду.
БЕЗПЕКА ПАЛИВНИХ СИСТЕМ ТА МАЙБУТНІ ПЕРСПЕКТИВИ
У паливних системах відбуваються численні контакти між рідинами та різними поверхнями. Накопичення достатньої кількості заряду може спричинити розряд у вигляді іскри. Така іскра в легкозаймистому середовищі становить серйозну небезпеку вибуху чи пожежі.
Сучасні методи боротьби з накопиченням зарядів включають обмеження потоку рідини або використання спеціальних присадок. Проте з переходом на відновлювані види палива ці методи можуть виявитися неефективними. Тому розуміння електричних властивостей води та інших рідин набуває критичного значення.
Це дослідження відкриває нові перспективи для розробки безпечніших паливних систем. Знання про те, як саме генерується заряд під час руху рідин, дозволить створити ефективніші запобіжні заходи. Крім того, виявлений потенціал генерації електрики при русі води може знайти застосування в інноваційних технологіях збору енергії.
Таким чином, дослідження не лише поглиблює розуміння фундаментальних властивостей води, але й має практичне значення для багатьох галузей промисловості та енергетики. Подальші експерименти з різними поверхнями та рідинами допоможуть розширити можливості застосування цього явища.
