Если частицы жидкости перемещаются по трубе с одинаковой скоростью и в одном направлении, возникает явление поршневого потока. Как показали сингапурские ученые, оно может значительно увеличить выработку энергии падающих капель. При помощи нескольких вертикальных трубок исследователи смогли получить из дождевых капель достаточно электричества, чтобы на 20 секунд зажечь 12 светодиодов.

Гидроэлектростанции — не единственный способ генерации электричества из текущей воды, доказывают ученые из Национального университета Сингапура. Кроме того, их можно строить только на берегах достаточно полноводных рек с сильным течением. Если у вас поблизости таких нет, придется искать другие источники. Например, дождь.

Для меньших и более медленных потоков воды существует метод разделения зарядов: электрический заряд генерируется по мере того, как вода течет по каналу, выстланному проводящим электричество материалом. Однако этот подход был признан неэффективным, поскольку он вырабатывает заряд только вдоль поверхности, по которой течет вода. Ранее ученые уже пытались повысить эффективность этого метода, увеличивая площадь поверхности и используя микро- или наноканалы для непрерывного потока воды. Однако естественным образом вода не проходит через такие крошечные каналы, а на то, чтобы ее протолкнуть, нужно больше энергии, чем вырабатывает система.

Чтобы преодолеть эту проблему, сингапурские ученые разработали простую установку с использованием более крупных каналов, по которым дождевая вода проходит без усилий. Конструкция состоит из водонапорной башни с отверстием в дне, в которое встроена металлическая игла. Капли из иглы падают в вертикальную полимерную трубку высотой 32 см и шириной 2 мм. Трубка изготовлена из проводящего электричество материала. Попав внутрь трубки, капли формируют небольшие струйки воды, разделенные воздушными карманами.

В результате такая система усиливает разделение зарядов. Первое опытное устройство смогло преобразовать в электричество более 10 % энергии падающей воды. Это на пять порядков больше, чем производительность непрерывного потока воды, пишет IE.

Хотя скорость движения капель в экспериментальном устройстве ниже, чем при естественном выпадении осадков, исследователи полагают, что в реальных условиях установка будет еще эффективней. В последующих тестах с двумя трубками выработка энергии возросла вдвое.

А когда количество трубок было увеличено до четырех, система смогла запитать 12 светодиодов в течение 20 секунд, продемонстрировав свой потенциал генерации возобновляемой энергии на крышах и других городских поверхностях.