Kun ajattelemme jäätä ja suolaa, mielessämme nousee yleensä kuva keskitalvesta: lumi asfaltilla, kuorma-autot, jotka kiirehtivät levittämään suolaa, ja asukkaat, jotka yrittävät olla liukastumatta jäisillä jalkakäytävillä. Tämä on tyypillinen kuva pohjoisesta tai vuoristoisista alueista, joissa talvi muuttaa maiseman värikkääksi juhlakuvaksi, mutta se on myös päivittäinen koettelemus niille, joiden on navigoitava suljettujen teiden tai jalankulkuväylien välillä, jotka ovat muuttuneet ansoiksi.
Se, mitä usein pidämme yksinkertaisesti kuolleena eläimenä, voi itse asiassa sisältää energiapotentiaalia. Xi’nin Jiaotongin yliopiston tiimi yhteistyössä ICN2:n ja Stony Brookin yliopiston kanssa on suorittanut onnistuneesti laboratoriotestit .
Löytö, jolla on suolainen maku. Ripaus suolaa saa materiaalin tuottamaan sähköä deformaation yhteydessä. Tällä ilmiöllä on nimi: fleksosähköisyys. Sitä on havaittu jäätiköiden liikkuessa tai paineen alaisissa jääkilvissä, mutta koskaan ei ole saatu yhtä vaikuttavia tuloksia kuin tässä tutkimuksessa.
Tutkimuksen mukaan tutkijat jäädyttivät vettä, jossa oli erilaisia pitoisuuksia keittosuolaa (NaCl), ja loivat eri muotoisia jääpalikoita: kartioita, palkkeja ja levyjä. Sitten he suorittivat taivutustestejä asettamalla jään kahden tuen päälle ja painamalla sitä ylhäältä ja mittasivat syntyvän sähkön määrän. Tulos oli yllättävä: suolainen jää tuotti jopa 1000 kertaa enemmän sähkövarausta kuin puhdas jää.
Avainainesosa. Mutta miten suola voi antaa voimaa niin inertille materiaalille kuin jää? Vastaus löytyy suolaveden mikrokanavista, jotka ovat suljettuina kristallien väliin. Kuten ICN2:n lehdistötiedotteessa yksityiskohtaisesti selitetään, suola estää jään täydellisen jäätyminen. Taivutuksen yhteydessä vesi- ja suolaionit siirtyvät puristetuista alueista venytettyihin alueisiin, mikä luo sähkövarauksen virtauksen, jota tutkijat kutsuvat ”virtaavaksi virraksi”.
Käytännössä vaikutus on niin voimakas, että kokeelliset laitteet ovat saavuttaneet arvoja, jotka ovat verrattavissa parhaimpiin pietsosähköisiin materiaaleihin, joita käytetään nykyään teollisuudessa, tutkimuksen mukaan.
Jääpohja. Ensi silmäyksellä tämä tekniikka voi löytää sovelluksia äärimmäisissä olosuhteissa, esimerkiksi polaarialueiden tutkimusasemilla, joissa perinteisen energiainfrastruktuurin asentaminen on erittäin vaikeaa.
Tutkimustulokset ovat ristiriidassa todellisuuden kanssa. Euroopan avaruusjärjestön (ESA) tietojen mukaan vuodesta 2000 lähtien jäätiköt ovat menettäneet vuosittain 273 miljardia tonnia vettä. Tämä vastaa koko maailman väestön kulutusta kolmen vuosikymmenen aikana. Tämä poikkeama johtaa jo 5 % maailman jäämäärän menetykseen, mikä aiheuttaa näkyviä seurauksia: merenpinnan nousun ja makean veden saatavuuden vähenemisen esimerkiksi Ebro-joessa. Näin ollen keskustelu jäästä energialähteenä luo epämiellyttävän paradoksin: riippuvuus siitä, mikä sulaa yhä nopeammin.
Mutta se ei ole vielä kaikki. Ekologisten ongelmien lisäksi tutkimuksessa itsessään tunnustetaan, että ratkaistavia kysymyksiä on vielä paljon. Kuten TechXplore huomauttaa, suolajääpohjaiset laitteet ovat alttiita mekaaniselle väsymykselle: lukuisien taivutusjaksojen jälkeen niiden tuottama teho voi laskea 80 %. Lisäksi merkittävä osa energiasta menetetään lämmönä, mikä tekee niiden tehokkuudesta alhaisemman kuin kaupallisten pietsosähköisten laitteiden.
Sovellusalue on laaja. Tästä huolimatta tämä keksintö avaa uusia näköaloja. ”Sen edut – yleisyys, kestävyys ja alhainen hinta – tekevät siitä lupaavan ehdokkaan käytettäväksi puhtaissa teknologioissa”, korostaa ICN2 . Tutkijat uskovat, että malli ei sovellu vain jäähän: sitä voidaan soveltaa myös muihin huokoisiin kiinteisiin aineisiin, jotka sisältävät nesteitä.
Paradoksi kuitenkin säilyy: samalla kun tiede tutkii, miten jäässä piilevää energiaa voidaan hyödyntää, ilmastonmuutos sulattaa jäätä pelottavalla vauhdilla. Ehkä tämä löytö ei vain inspiroi uusien teknologioiden kehittämiseen, vaan myös muistuttaa meitä katoavan luonnonvaran arvosta.
