Stromend water in ultradunne kanaaltjes wekt elektriciteit op

Water dat door ultradunne kanaaltjes wordt gepompt is in staat een elektrische stroom te genereren. Het gaat om een nieuwe directe vorm van het opwekken van duurzame elektriciteit, ontwikkeld door Canadese onderzoekers verbonden aan de University of Alberta – de eerste sinds 160 jaar. Het proces is `schoon' en bewegende delen komen er niet aan te pas (Journal of Micromechanics and Microengineering, nov).

Zodra water waarin zoutionen zijn opgelost in contact komt met een niet geleidende ondergrond, raakt die ondergrond elektrisch geladen door een dunne laag. Wanneer dat water door kanaaltjes wordt geperst die niet veel dikker zijn dan de dikte van die laag, raken ionen in het water met een gelijke lading als die van de laag achterop bij ionen met een tegengestelde lading. Het gevolg is dat aan de uiteinden van het kanaaltje een spanningsverschil ontstaat. Door de uiteinden via een draad met elkaar te verbinden is aldus een elektrisch stroompje op te wekken ter grootte van een nanoampère (een miljardste ampère). Dat is niet veel, maar parallelschakeling van een groot aantal kanaaltjes levert een hoofdstroom die beduidend hoger ligt.

De Canadezen werkten met een poreus schijfvormig glasfilter (2 cm diameter; 3 mm dik) waarin zich 450.000 cilindervormige natuurlijke kanaaltjes bevonden met diameters van 10 à 16 micron (een micron is een duizendste millimeter). Boven het glasschijfje bevond zich een kolom water van 30 centimeter. De opgelegde hydrostatische druk perste het water door de kanaaltjes, wat een hoofdstroom van 1500 nanoampère opleverde. Dat getal kan hoger komen te liggen, zo schrijven de onderzoekers, door de druk te vergroten, het formaat van de kanaaltjes fijn te regelen, de dikte van de glasplaat te verminderen en water met een hogere zoutconcentratie te gebruiken. Als mogelijke toepassing denken de Canadezen aan klein formaat elektronische apparatuur, zoals – hoe kan het anders – mobiele telefoons.