40

Młody

Technik

2/2004

PPRRO

OTTO

OTTY

YPPY

Y

wytwarza się ładunek dodatni, a po drugiej
ujemny − identycznie jak w tradycyjnej bate−
rii. Ten fenomen zwany jest elektryczną war−
stwą podwójną.

Z

espół badawczy pod kierow−
nictwem prof. Daniela Kwo−
ka zaobserwował, że prąd
może powstawać w wyniku

przepływu cieczy w miniaturowych kana−
łach. Wykorzystując to zjawisko, można
zbudować tzw. baterie elektrokinetyczne.
Według prof. Kwoka jest to pierwsza nowa
metoda wytwarzania energii elektrycznej od
przeszło 150 lat.

Na bazie swojego odkrycia Kanadyjczy−

cy zbudowali szklany blok o średnicy 2 cen−
tymetrów, zawierający blisko 400 tys. mi−
krokanałów o średnicy 10 nanometrów. Przy
pompowaniu przez nie wody, z jednej strony
walca tworzy się ładunek dodatni, z drugiej
ujemny − jak w standardowej baterii. „Łado−
wanie” baterii polega na wtłoczeniu do niej
wody pod wysokim ciśnieniem. Prototyp
umożliwia zasilanie napięciem 10 V przy na−
tężeniu 1 miliampera niewielkiej żarówki.

Jak widać, dotychczasowe rezultaty nie

są imponujące, ale autorzy rozwiązania pod−
kreślają, że prace znajdują się na bardzo
wczesnym etapie − efektywność baterii wy−
nosi zaledwie 1%. Problem polega na tym,
że twórcy baterii nie do końca rozumieją
charakterystykę jej działania. Jeśli jednak
uda się udoskonalić technologię, perspekty−
wy są obiecujące − powstanie doskonale czy−
ste i bezpieczne źródło energii.

Zasada działania

baterii elektrokinetycznej

Woda jest przetłaczana przez tysiące

maleńkich mikrokanałów w ujemnie nałado−
wanym filtrze szklanym. Po jednej ze stron

N

aukowcy
z Uniwersyte−

tu Alberty i proto−
typ baterii elek−
trokinetycznej

Woda

jest węglem

przyszłości

Jules Verne, 1874,

„Tajemnicza wyspa”

Nowe źródło energii?

Naukowcy z kanadyjskiego
Uniwersytetu Alberty pracują
nad nowym sposobem pozyskiwania
energii elektrycznej z wody.
Rozwiązanie ma posłużyć
w przyszłości do zasilania
małych przenośnych urządzeń
elektronicznych.

EElleekkttrryycczznnaa w

waarrssttw

waa ppooddw

wóójjnnaa

– obszar na granicy dwóch faz odzna−

czający się statystycznie nierównomiernym rozmieszczeniem elek−
tronów lub jonów w obu fazach. Elektryczna warstwa podwójna
powstaje np. na powierzchni elektrody zanurzonej w elektrolicie
z elektronów zgromadzonych w elektrodzie i jonów z roztworu
zgromadzonych na jej powierzchni. Grubość elektrycznej warstwy
podwójnej w pierwszym przybliżeniu równa jest promieniowi jono−
wemu jonów dominujących w roztworze, jednak jony te mogą pod−
legać solwatacji, co prowadzi do zwiększenia grubości elektrycznej
warstwy podwójnej.

Przy małych stężeniach elektrolitu struktura elektrycznej warstwy

podwójnej ulega rozluźnieniu. Wyróżnia się wówczas obszar
sztywny (na samej powierzchni elektrody) i dyfuzyjnie poszerzony
(tzw. obszar rozmyty). Elektryczna warstwa podwójna wpływa na
przebieg procesów elektrochemicznych, jej działanie można po−
równać do umieszczenia kondensatora na powierzchni elektrody.

Pojęcie elektrycznej warstwy podwójnej wprowadził H.L.F.

Helmholtz, badając procesy termodynamiczne towarzyszące elek−
trolizie. Istnienie elektrycznej warstwy podwójnej wyjaśnia również
zjawisko elektryzowania się ciał przez pocieranie oraz pojawianie
się napięć kontaktowych przy stykaniu dwóch powierzchni przewo−
dzących.

Leksykon trudniejszych pojęć