تغطية شاملة

بطارية كهربائية تعمل على الماء   

نجح الباحثون في إنتاج مياه مشحونة كهربائياً باستخدام جسر مائي عائم 

بطارية تعتمد على الماء. الرسم التوضيحي: شترستوك
بطارية تعتمد على الماء. الرسم التوضيحي: شترستوك

[ترجمة د.نحماني موشيه]

 

 

وحتى إعادة اكتشافها في جامعة غراتس للتكنولوجيا عام 2007، كانت ظاهرة "الجسر المائي" التي تم اكتشافها في القرن التاسع عشر غارقة في هاوية الأنوثة. إذا كان الماء فائق النقاء، أي الذي تم تقطيره عدة مرات، بين كأسين وتعرض لجهد كهربائي عالي، فإن السائل سيتحرك إلى حافة كل كوب مما يخلق جسرًا عائمًا من الماء بين الكأسين. تتدفق المياه التي يتكون منها هذا الجسر في كلا الاتجاهين وتشكل وضعًا جديدًا تمامًا له خصائص خاصة من حيث الكثافة والبنية. تمكنت مجموعة بحثية من هولندا الآن من توضيح كيف ينتج هذا الجسر المائي العائم مياهًا مشحونة كهربائيًا تحتفظ بشحنتها لبعض الوقت.

الماء ليس مشحونًا كهربائيًا (بسبب الإلكترونات)، ولكن الأصح أن نقول إنه مشحون بروتونيًا (بسبب البروتونات). هذا النوع الجديد من الماء يكون مشحونًا إيجابيًا أو سلبيًا اعتمادًا على عدد البروتونات. وأظهرت الدراسة أنه في الماء الأنودي (المياه الموجبة الشحنة) يتم إنشاء البروتونات أثناء التحليل الكهربائي. تتدفق نوى الهيدروجين عبر جسر الماء إلى الماء الكاثود (الماء سالب الشحنة) في الزجاج الثاني، حيث يتم تحييدها بواسطة أيونات الهيدروكسيل. ونظرًا لحقيقة أن البروتونات تتحرك بسرعة محدودة، فهناك دائمًا فائض من البروتونات في أحد الكوبين مقارنة بالكوب الآخر. إذا انقطع جسر الماء فجأة، تبقى شحنات البروتون. وأظهرت الدراسة الحالية أن هذه الشحنة ظلت مستقرة لمدة أسبوع كامل.

إن فهم إمكانية استخدام هذه الجسور المائية كأنظمة كهروكيميائية أو كيميائية حيوية يؤدي إلى مجموعة متنوعة من الاحتمالات للتطبيقات الصناعية: سيكون من الممكن جعل مواد مختلفة تتلامس مع جسر الماء من أجل بدء التفاعلات الكيميائية؛ يمكن أن يصبح الماء "بطارية مائية" كوسيلة لتخزين الشحنات الكهربائية؛ وسيكون من الممكن إنتاج الأحماض والقواعد دون الحاجة إلى مضادات. يمكن أن تساهم هذه التطبيقات في تطوير مواد تنظيف صديقة للبيئة، وتقليل النفايات الناتجة عن العمليات الكيميائية وحتى التطبيقات الطبية.

أخبار الدراسة

ملخص المقال

الجسر المائي الموضح في الصورة يتكون بعد تعرضه لجهد كهربائي عالي 15 كيلو فولت. يبلغ طول الجسر بين الكأسين حوالي XNUMX سم، وكل كأس مملوء بالماء الخالي من الأيونات [Courtesy: © Woisetschläger/Fuchs - TU Graz]
الجسر المائي الموضح في الصورة يتكون بعد تعرضه لجهد كهربائي عالي 15 كيلو فولت. ويبلغ طول الجسر بين الكأسين حوالي سنتيمتر واحد، عندما يمتلئ كل منهما بالماء الخالي من الأيونات. [بإذن من: © Woisetschläger/Fuchs – TU Graz]

تعليقات 6

  1. 15 كيلو فولت... لماذا لا يوجد تحليل كهربائي للماء؟ ولماذا تدمر الأيونات الموجودة في الماء هذا التأثير؟

    علاوة على ذلك، فإن البروتونات بالكاد تتحرك في وسط مائي تحت تأثير الإجهاد الخارجي بسبب كثافة الشحنة الهائلة عليها مما يتسبب في تكوين طبقة مذيبة ضخمة حولها؛ لديهم آلية مختلفة تمامًا لنقل الشحنة، والتي يمكن القول بالنسبة للأشخاص العاديين أنها مثل "قفزة" للشحنة الموجبة داخل خزان معين، وعلى حافة الخزان يوجد نقل للشحنة إلى الخزانات المجاورة أيضًا.

  2. بالنسبة ليوسي وهيرتسل، لماذا لا نفكر في تخزين الطاقة بكميات كبيرة نسبيا
    في بطارية رخيصة نسبيا من أنظمة الطاقة الخضراء؟
    مع القليل من التحسن، وربما حتى بدونه، يبدو أن هناك إمكانية للمساعدة في إحدى المشكلات
    أسس اقتصاد الطاقة غير الملوثة.

  3. جميل. الطريقة المبلغ عنها ليست مجدية اقتصاديًا لإنتاج الطاقة. أي أنك لا تستثمر أقل مما تحصل عليه. 15 كيلو فولت لإنتاج هذه الطاقة. الماء المقطر هو الطاقة. ربما كعوامل التنظيف.

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.