Ученые НГТУ НЭТИ разработали способ генерации электроэнергии с помощью электрокинетических явлений

В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ разработали способ получения электроэнергии с использованием электрокинетических явлений. Он основан на преобразовании энергии движения подземных вод через пористые породы в электричество и может использоваться для питания геофизической аппаратуры, датчиков и оборудования при проведении полевых геологоразведочных работ.

При геологоразведке, особенно в труднодоступных районах, не всегда возможно регулярное применение накопительных устройств электроэнергии, в связи с чем возникает необходимость в автономных источниках питания. Для генерации электроэнергии могут использоваться электрокинетические явления, отмечает профессор кафедры электротехнических комплексов НГТУ НЭТИ доктор технических наук Евгений Порсев.

Одно из электрокинетических явлений — осмо-ЭДС возникает на границе раздела «твердое тело — жидкость». Когда вода под действием внешнего давления проходит через дисперсные среды, она увлекает с собой подвижные ионы диффузного слоя, а часть ионов, связанная с твердой поверхностью, остается на месте. Перенос ионов создает пространственное разделение зарядов и приводит к возникновению разности потенциалов (электрического напряжения).

Для оценки потенциальной возможности извлечения электроэнергии из водоносных пластов необходимо определить коллоидные характеристики дисперсной фазы мембраны (дзета-потенциал, плотность поверхностного заряда) и фильтрационные характеристики грунта, объясняет Евгений Порсев. Они определяют эффективность превращения механической энергии движения жидкости в электричество.

Чтобы выяснить возможности производства электрической энергии безмашинным способом, ученые изучали обводненность сыпучих пород. Высокая обводненность является базовым условием для возникновения электрокинетических явлений и формирования двойного электрического слоя.

Учеными НГТУ НЭТИ была предложена схема генератора, с помощью которого можно получать разность потенциалов электрической энергии за счет движения грунтовых вод. Схема включает электроды, обладающие электродным потенциалом, и контрольно-измерительные приборы. Электроды располагаются в дисперсном материале на различных высотах, что обеспечивает движение воды под действием гидростатического давления. Разработка ориентирована на автономное обеспечение электроэнергией оборудования в полевых условиях.