Как грунтовые воды превращаются в источник электричества

Как сообщает онлайн-журнал об энергетике «Энергия+», ученые из Новосибирска нашли способ получать электричество непосредственно из движения воды в грунте. Разработка может стать дополнительным источником питания для автономных геофизических приборов, работающих вдали от электросетей.

Электричество рождается в грунте 

Современная геологоразведка невозможна без оборудования, которое работает непосредственно в полевых условиях. Сейсмоприемники, магнитометры и скважинные датчики постоянно фиксируют изменения в породах и процессы, происходящие под землей. Главная проблема таких систем — необходимость автономного питания.

Специалисты НГТУ НЭТИ предложили использовать для этой цели естественное движение грунтовых вод. В основе технологии лежит электрокинетический эффект: при прохождении жидкости через пористую породу между водой и минеральными частицами возникает электрический заряд. Перемещение ионов формирует разность потенциалов, которую можно использовать для получения тока.

По словам доктора технических наук Евгения Порсева, конструкция при этом остается достаточно простой: «достаточно двух электродов, соединенных проводами».

Идея появилась два века назад 

Сам электрокинетический эффект известен с начала XIX века. Физик Федор Рейсс наблюдал его во время экспериментов с глиной и водой в U-образной трубке. Позднее открытие нашли практическое применение.

В частности, в СССР в 1950–1960-х годах электрокинетические процессы использовали при строительстве гидротехнических сооружений. С помощью электрического поля из грунта удаляли лишнюю влагу, укрепляя насыпные плотины. Технологию также применяли для переработки растительного сырья и биологических отходов.

Однако в этих случаях электричество заставляло жидкость двигаться. Новосибирские исследователи предложили обратный принцип: использовать естественный поток воды для выработки электроэнергии.

От нескольких сотен ватт до автономного питания 

Экспериментальные установки способны производить мощность в несколько сотен ватт. Для энергоемкой бытовой техники этого мало: например, электрочайнику требуется от 500 до 3000 Вт. Зато такого ресурса достаточно для работы многих геофизических приборов.

Эффективность системы напрямую зависит от характеристик грунта. Наиболее подходящими оказались суглинки и супеси, через которые вода может относительно свободно перемещаться между минеральными частицами. Чем стабильнее движение жидкости, тем надежнее работает необычный источник энергии.

Таким образом, обычный грунт в перспективе способен стать частью автономной энергосистемы для оборудования, которому приходится работать непосредственно в местах проведения геологических исследований.