Новосибирские ученые предложили добывать электричество из движения грунтовых вод

Ученые Новосибирского государственного технического университета НЭТИ разработали прототип так называемой «земляной батарейки» — источника электроэнергии, который использует естественное движение грунтовых вод. Как сообщает онлайн-журнал об энергетике «Энергия+», предполагается, что технология позволит обеспечить автономным питанием геофизическое оборудование, работающее вдали от электросетей.

Разработка основана на электрокинетическом эффекте. При движении воды через пористый грунт на границе жидкости и минеральных частиц возникает двойной электрический слой. Часть ионов остается связанной с поверхностью породы, а часть переносится потоком воды, из-за чего между разными участками грунта появляется разность электрических потенциалов. Именно она и становится источником тока.

«Нам нужны всего лишь два электрода, которые мы забиваем в землю, связываем их проводами, формируя замкнутую электрическую цепь, подключаем коммутатор — устройство для компенсации колебания нагрузки — и получаем работающий источник электроэнергии», — пояснил один из разработчиков Евгений Порсев.

Сам эффект известен ученым более двух столетий. В начале XIX века его обнаружил профессор Московского университета Федор Рейсс, изучавший движение частиц в воде под действием электрического поля. Позже электрокинетику применяли при строительстве гидроэлектростанций для удаления лишней влаги из насыпных плотин, а также в сельском хозяйстве — например, при отжиме растительных соков и переработке биологических отходов. Новосибирские исследователи предложили использовать этот процесс в обратном направлении — получать электричество за счет естественного движения воды.

По данным разработчиков, опытные образцы «земляной батарейки» способны выдавать мощность в несколько сотен ватт. Для энергоемкого оборудования этого недостаточно, однако такого запаса хватает для питания сейсмоприемников, магнитометров, скважинных датчиков и других автономных геофизических приборов.

Испытания также показали, что эффективность системы зависит от типа грунта. Лучше всего технология работает в суглинках и супесях, которые обеспечивают стабильное движение воды между минеральными частицами. Чем устойчивее поток, тем стабильнее вырабатывается электроэнергия.