• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Vital för livet, värme och kraft – vad du aldrig visste om saltvatten

    Saltvatten är roligt att simma i – men det bär också de elektriska signalerna som är livsnödvändiga. Kredit:Raphael Nogueira/Unsplash, CC BY

    Din tunga är en saltdetektor – den löser upp de fasta saltkristallerna som stänks på dina chips för att skapa en intensiv smakkänsla.

    Men salt är mycket viktigare än att bara vara en livsmedelstillsats.

    Saltvatten är bokstavligen det vanligaste ämnet på jordens yta, och det är verkligen viktigt – för livet och för planeten.

    Här är fem saker som kommer att överraska dig med vanligt gammalt saltvatten.

    1. Saltvatten bär de elektriska signalerna som gör livet möjligt

    Saltvatten skapas när ett fast salt, såsom bordssalt (natriumklorid), läggs till vatten och bryts isär till individuella fritt rörliga partiklar som kallas joner. Det finns många sorters saltvatten, beroende på vilka joner som finns.

    Dessa joner fungerar precis som en ballong som har gnuggats mot ditt hår. De bär en elektrisk laddning, och låt saltvatten leda elektricitet.

    Din kropp använder saltvatten för att skicka de elektriska signalerna som får ditt hjärta att slå och din hjärna att tänka. Att göra detta, kroppen har speciella molekyler som kallas jonpumpar som flyttar runt dessa joner. Många sjukdomar orsakas när dessa jonpumpar inte fungerar.

    Det spelar också roll vilka joner som bär dessa signaler. Till exempel, att ersätta natrium med dess närmaste elementära släktingar i det periodiska systemet ger antingen en behandling för bipolär sjukdom när det gäller litium, eller en dödlig injektionsingrediens i fallet med kalium.

    Golfströmmen är ett enormt vattenflöde norrut från tropikerna.

    2. Saltvatten fungerar som ett transportband för att transportera värme runt planeten

    Som blev känd av filmen The Day After Tomorrow, Europa och Nordamerika hålls varma av Golfströmmen, en massiv ström av varmt vatten som rinner norrut från tropikerna.

    Denna ström drivs av förändringar i havsvattnets salthalt. När polarisarna fryser på vintern, det omgivande havsvattnet blir saltare. Saltare vatten är tyngre och så sjunker det till havsbotten, rör om havet och driver dessa strömmar.

    När klimatförändringarna smälter inlandsisarna, dessa strömmar kan störas. Detta kommer att störa värmeflödet och näringsämnen runt om i världen på komplexa sätt.

    3. Saltvatten kan användas för att suga ut koldioxid ur luften

    För att förhindra de värsta effekterna av klimatförändringarna måste vi utvinna koldioxid (CO₂) ur luften och lagra den i stor skala. För närvarande gör havet redan detta, tar bort mer än en fjärdedel av all CO₂ som människor sätter i luften.

    CO₂ reagerar med vatten och bildar joner som ökar havets surhet – vilket är ett stort problem för djur som lever i det.

    Men vi skulle kunna använda denna effekt till vår fördel. Att medvetet utsätta stora volymer luft för vatten som innehåller kaliumjoner (liknande saltvatten) kan effektivt fånga upp CO₂ mycket kostnadseffektivt. Detta kan göras där strömmen är billig och det finns någonstans att lagra CO₂.

    4. Att bygga batterier som använder saltvatten skulle kunna lösa problem med energilagring

    Vindparker och solpaneler är mycket effektiva när det gäller att fånga energi – men för att hantera klimatförändringarna behöver vi nya och billigare sätt att lagra energi.

    Hjärtformade handvärmare!

    Litiumjonbatterier, den mest använda tekniken, använd litiumjoner upplösta i en vätska för att transportera elektricitet fram och tillbaka mellan de positiva och negativa terminalerna på ett batteri. Den vätska som för närvarande används är dyr, saktar ner laddningen av batteriet, och kan fatta eld.

    Att ersätta denna vätska med saltvatten är ett nyckelmål för batteriforskning – med förväntade fördelar i kostnad och säkerhet. Dessa typer av batterier är också lättare att tillverka, viktigt för att möta ökande batteribehov.

    Läs mer:Vattenbaserat batteri ett steg upp för förnybar energi

    5. Men vi kan fortfarande inte förutsäga ens de enklaste egenskaperna hos saltvatten

    Under det senaste århundradet har vikten av att förstå saltvatten insetts – några av vetenskapens största Nobelpristagare har arbetat med detta problem.

    Vi gör fortfarande spännande framsteg i denna fråga idag, dels genom att använda kraftfulla superdatorer och kvantmekanik för att simulera hur saltvatten beter sig.

    Tyvärr, vår förmåga att förutsäga saltvattens egenskaper har fortfarande en lång väg att gå. Till exempel, extremt salt vatten kan göra en övermättad lösning som kan användas för att göra handvärmare.

    Om denna typ av lösning lämnas tillräckligt länge kommer den spontant att bilda ett fast salt, men våra teoretiska förutsägelser för hur lång tid detta kommer att ta är bokstavligen mer än en kvadriljon gånger för snabbt. Storleken på denna missräkning säger oss att vi missar något viktigt!

    Studiet av enkelt saltvatten är svårt att sälja jämfört med mer spännande vetenskap om svarta hål eller botande av cancer. Men det betyder inte att det är mindre viktigt.

    Faktiskt, att förstå saltvatten är avgörande för att förstå våra egna kroppar och vår egen planet. Det kan till och med vara nyckeln till att rädda dem.

    Timothy Duignan, Postdoktor i energilagring , University of Queensland

    Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.

    Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com