«Вы мне вопросы напишите, я потом отвечу. Домашних заданий много»: школьник из Новосибирска изобрел новый вид электростанций
Новосибирский школьник Касымхан Хубиев запатентовал в Казахстане свое новое изобретение – гальваническую электростанцию. По его мнению, она позволит получать дешевую электроэнергию в удаленных и труднодоступных районах, куда невозможно провести линии электропередачи.
Дозвониться до изобретателя оказалось непросто, на сообщения в социальной сети ВКонтакте он тоже не отвечал. Наконец, сжалившаяся воспитательница из СУНЦ НГУ уговорила занятого молодого человека нам перезвонить: «Хорошо. Вы мне вопросы напишите, а я потом отвечу. Домашних заданий много». И то верно. Но ближе к вечеру мы таки получили ответы и даже схему из патента Касымжана.
В основе изобретения талантливого юноши — гальваническая батарея, работающая за счет окисления одного из металлов в двух ее дисках. На данный момент испытана лишь ее небольшая лабораторная версия. Она состоит из двух «блинов» — один медный, другой алюминиевый, от каждого из которых идут провода на берег.
Как известно, многие металлы состоят из кристаллической решетки, в узлах которой находятся положительные ионы, и электронного газа – свободно движущихся электронов. Если такой металл, например алюминий, погрузить в воду, то часть положительных ионов перейдет в нее, а отрицательные электроны останутся в металле. В результате он превратится в отрицательно заряженный анод, откуда электроны в любой момент готовы «сорваться» и утечь.
При наличии на определенном расстоянии положительно заряженного медного катода, соленая вода станет «ионным мостиком». Именно этот эффект и решил использовать Касымхан – поток ионов от одного «блина» через соленую воду начинает двигаться к другому. А параллельно по проводу от анода к катоду текут электроны, создавая электрический ток. При этом снимаемый с блинов ток – постоянный, однако на берегу он обычным инвертором преобразуется в переменный.
Измеренный в лаборатории ток от двух пятисантиметровых блинов имел напряжение до 1,5 В — причем пика оно достигало в соленой воде, типа морской, или имеющейся в ряде соленых озер. По расчетам автора изобретения, при использовании значительно больших «блинов» можно будет получить напряжение до 220 вольт. В теории электростанция может работать и в пресной воде. Но проводимость ее мала и ток будет заметно слабее, чем в соленой.
Полноразмерная, а не лабораторная гальваническая электростанция должна иметь «блины» диаметром в 5 метров, и шириной в 2 метра. Толщина одной пластины, из которой сложен каждый блин – 3 миллиметра. Максимальный интервал между «блинами» – 20 метров.
В интервью "КП" Хубиев отметил, что пока его станция – «теория с небольшим опытным обоснованием», и что он в настоящее время планирует постройку более крупной модели. В новой гальванической электростанции медь с пластины со временем должна расходоваться. Однако скорость этого процесса требует изучения на практике и заранее спрогнозировать ее сложно. Ориентировочно она составит несколько месяцев.
Из преимуществ электростанции автор идеи называет ее постоянный характер генерации. Скажем, солнечные электростанции не работают ночью и хуже работают зимой, когда электроэнергия нужнее всего. Гальваническая электростанция в холодной соленой воде должна работать даже чуть лучше, чем в теплой. И при этом она не чувствительна к времени суток. Стоимость самой станции также не очень велика. Она пригодна для приложений, требующих высокой автономности и постоянного энергоснабжения — удаленных метеостанций, и тому подобного.
Следует отметить, что станция по сути является большой батарейкой и так же, как последняя, со временем снижает выработку — по мере износа медных пластин. Это означает, что перед нами в большей степени накопитель энергии, просто очень масштабный, нежели собственно электростанция. По сути, она отдает энергию, ранее потраченную на получение алюминия и меди (оба процесса довольно энергозатратные).
Обо всем важном и интересном в мире науки мы также рассказываем в наших каналах в Telegram и Яндекс.Дзен.
