Cercetările arată că gheața sărată poate atinge valori comparabile cu cele mai bune materiale piezoelectrice. Efectul provine dintr-un detaliu microscopic: apa sărată care rămâne prinsă între cristalele de gheață.
Cuprins
Când ne gândim la gheață și sare, ne imaginăm de obicei o șosea în plină iarnă: zăpada acumulată pe asfalt, camioanele care împrăștie sare în grabă și locuitorii care încearcă să nu alunece pe trotuarele înghețate. Este o scenă tipică în nord sau în zonele montane, unde iarna transformă peisajul într-o imagine de carte poștală, dar și într-o provocare zilnică pentru cei care trebuie să se deplaseze pe drumuri blocate sau treceri de pietoni transformate în capcane.
Ceea ce vedem de obicei ca un simplu ajutor împotriva gheții pe șosele, poate ascunde de fapt un potențial energetic. O echipă de la Universitatea Xi’an Jiaotong, în colaborare cu ICN2 și Universitatea Stony Brook, a reușit să demonstreze acest lucru în laborator.
O descoperire cu „gust” de sare.
O pinch de sare pentru ca un material, atunci când se deformează, să producă electricitate. Acest fenomen are un nume și se numește flexoelectricitate. Acesta a fost observat deja în ghețarii în mișcare sau în plăci de gheață sub presiune, dar niciodată cu rezultate atât de puternice ca cele obținute în acest studiu.
Conform studiului, echipa a înghețat apă cu diferite concentrații de sare comună (NaCl) și a creat blocuri de gheață în diferite forme: conuri, grinzi și plăci. Apoi au aplicat teste de flexiune — așezând gheața pe două suporturi și exercitând presiune de sus — și au măsurat electricitatea generată. Rezultatul a fost surprinzător: gheața sărată a generat o sarcină electrică de până la 1.000 de ori mai mare decât gheața pură.
Ingredientul cheie.
Dar cum poate sarea să potențeze ceva atât de inert precum gheața? Răspunsul se află în microcanalele de apă sărată care rămân captive între cristale. După cum detaliază comunicatul de presă al ICN2, sarea împiedică înghețarea completă a gheții. Când se îndoaie, apa și ionii de sare se deplasează din zonele comprimate către cele întinse, generând un flux de sarcină electrică, ceea ce oamenii de știință numesc „streaming current” (curent de curgere).
În termeni practici, efectul este atât de puternic încât dispozitivele experimentale au atins valori comparabile cu cele mai bune materiale piezoelectrice utilizate astăzi în industrie, conform cercetării.
Dependența de gheață.
La prima vedere, această tehnologie ar putea avea aplicații în medii extreme, cum ar fi stațiile științifice din regiunile polare, unde instalarea infrastructurilor energetice convenționale este foarte dificilă.
Descoperirea contrastează cu realitatea. Din anul 2000, ghețarii au pierdut 273 de miliarde de tone de apă pe an, potrivit ESA. Aceasta echivalează cu consumul întregii populații mondiale timp de trei decenii. Retragerea se traduce deja într-o pierdere de 5% din volumul global de gheață, cu consecințe vizibile: creșterea nivelului mării și disponibilitatea redusă a apei dulci în râuri precum Ebro. Astfel, a vorbi despre gheață ca resursă energetică ridică o paradox incomod: dependența de ceva care se topește din ce în ce mai repede.
Și asta nu este tot.
Dincolo de dilemele de mediu, studiul însuși recunoaște că mai sunt multe de rezolvat. După cum se menționează în TechXplore, dispozitivele cu gheață sărată suferă de oboseală mecanică: după multe cicluri de flexiune, capacitatea lor de a genera energie poate scădea cu până la 80%. În plus, o mare parte din energie se pierde sub formă de căldură, ceea ce face ca eficiența să fie încă inferioară celei a dispozitivelor piezoelectrice comerciale.
Perspectiva este amplă.
Cu toate acestea, descoperirea deschide o ușă fascinantă. „Avantajele sale — abundența, durabilitatea și costul redus — îl fac un candidat promițător pentru tehnologiile curate”, subliniază ICN2. Cercetătorii cred că modelul nu se limitează la gheață: ar putea fi aplicat și altor solide poroase care conțin lichide în interior.
Paradoxul persistă însă: în timp ce știința explorează modalități de a exploata energia ascunsă în gheață, schimbările climatice o topesc într-un ritm alarmant. Poate că această descoperire nu servește doar pentru a ne gândi la noi tehnologii, ci și pentru a ne reaminti valoarea unei resurse care dispare.
