Energia oceánskych vĺn sa dlho považovala za obrovský, no ťažko využiteľný zdroj. Vlny sú chaotické, nízkofrekvenčné a prostredie mora je neustále agresívne voči technike. Nový výskum však ukazuje, že práve tu sa rodí revolúcia. Čínski vedci vyvinuli generátory, ktoré dokážu premeniť pohyb vĺn na elektrinu s účinnosťou až 117 percent. Ich princíp spočíva v nanotechnológii a hybridných systémoch, ktoré môžu otvoriť cestu k samostatným energetickým sieťam na mori. Na tému upozornil portál Interesting Engineering.

Ako fungujú TENG generátory

Výskumníci z Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems a Guangxi University sa sústredili na tzv. triboelektrické nanogenerátory, známe pod skratkou TENG. Tie premieňajú mechanický pohyb na elektrinu prostredníctvom kontaktu rôznych materiálov. Najnovšie konštrukcie využívajú pevné povrchy namiesto kvapalných rozhraní, čo zvyšuje odolnosť a otvára možnosti pre reálne nasadenie v drsných podmienkach oceánov.

Vedci otestovali šesť nových štrukturálnych dizajnov, ktoré optimalizujú vnútorný výkon zariadenia a zároveň prispôsobujú generátory na chaotické prostredie. Do popredia sa dostávajú bionické tvary, sférické štruktúry, vrstvené moduly či dokonca skladačkové „origami“ riešenia. Vďaka tomu dokázali zvýšiť hustotu výkonu až na 600 W na meter kubický, čo je o tri rády viac než prvé prototypy spred niekoľkých rokov.

Inspenet

Viac než len nanotechnológia

Samotné TENG zariadenia sú efektívne, no ich skutočný potenciál sa prejavil v kombinácii s ďalšími technológiami. Hybridné generátory prepájajú TENG s elektromagnetickými (EMG) a piezoelektrickými (PENG) generátormi či solárnymi článkami. Takéto systémy dokážu ťažiť energiu z celého spektra frekvencií – od pomalých vĺn až po drobné vibrácie či slnečné žiarenie.

Výsledkom je konverzia energie s účinnosťou 117 percent, meraná v reálnych podmienkach na oceáne. Hoci na prvý pohľad môže hodnota pôsobiť paradoxne, ide o špeciálny výpočtový ukazovateľ, ktorý porovnáva viaceré zdroje energie v jednom systéme. V praxi to znamená, že hybridné sústavy zachytia viac energie, než by zvládli jednotlivé generátory samostatne.

Budúcnosť modrej energie

Energia vĺn sa niekedy označuje ako „blue energy“. Je prakticky nevyčerpateľná a dostupná všade, kde je more. Ak sa podarí vyvinúť generátory dostatočne odolné a ekonomicky výhodné, mohli by sa stať základom pre samostatné ostrovné siete, napájanie podmorských senzorov, námorných základní či dokonca produkciu vodíka priamo z morskej vody.

Vedci zatiaľ zdôrazňujú, že hoci výsledky sú mimoriadne sľubné, čaká ich ešte riešenie otázok životnosti a nákladov. Mechanické opotrebovanie v morskej vode je obrovskou výzvou a len dlhodobé testy ukážu, či tieto generátory prežijú celé roky. Napriek tomu je jasné, že kombinácia nanotechnológie a hybridných systémov priniesla zásadný krok k tomu, aby sa energia oceánov stala využiteľnou v praxi.

Čítajte viac z kategórie: Ekológia