science >> Wetenschap >  >> Natuur

Essentieel voor het leven, warmte en kracht – wat je nooit wist over zout water

Zout water is leuk om in te zwemmen, maar het draagt ​​ook de elektrische signalen die essentieel zijn voor het leven. Krediet:Raphael Nogueira/Unsplash, CC BY

Je tong is een zoutdetector - het lost de vaste zoutkristallen op die op je chips zijn gestrooid om een ​​intense smaaksensatie te creëren.

Maar zout is veel belangrijker dan alleen een voedingsadditief.

Zout water is letterlijk de meest voorkomende stof op het aardoppervlak, en het is echt belangrijk - voor het leven en voor de planeet.

Hier zijn vijf dingen die je zullen verbazen over gewoon oud zout water.

1. Zout water draagt ​​de elektrische signalen die het leven mogelijk maken

Zout water wordt gemaakt wanneer een vast zout, zoals keukenzout (natriumchloride), wordt aan water toegevoegd en valt uiteen in afzonderlijke vrij bewegende deeltjes die ionen worden genoemd. Er zijn veel soorten zout water, afhankelijk van welke ionen aanwezig zijn.

Deze ionen werken net als een ballon die tegen je haar is gewreven. Ze dragen een elektrische lading, en laat zout water elektriciteit geleiden.

Je lichaam gebruikt zout water om de elektrische signalen te verzenden die ervoor zorgen dat je hart klopt en je hersenen gaan nadenken. Om dit te doen, het lichaam heeft speciale moleculen, ionenpompen genaamd, die deze ionen verplaatsen. Veel ziekten worden veroorzaakt wanneer deze ionenpompen niet goed werken.

Het maakt ook uit welke ionen deze signalen dragen. Bijvoorbeeld, het vervangen van natrium door zijn naaste elementaire verwanten op het periodiek systeem geeft ofwel een behandeling voor bipolaire ziekte in het geval van lithium, of een dodelijk injectie-ingrediënt in het geval van kalium.

De Golfstroom is een enorme waterstroom ten noorden van de tropen.

2. Zout water fungeert als een transportband om warmte over de planeet te transporteren

Zoals beroemd gemaakt door de film The Day After Tomorrow, Europa en Noord-Amerika worden warm gehouden door de Golfstroom, een enorme stroom warm water die vanuit de tropen naar het noorden stroomt.

Deze stroming wordt aangedreven door veranderingen in het zoutgehalte van het oceaanwater. Terwijl de poolijskappen in de winter bevriezen, het omringende oceaanwater wordt zouter. Zouter water is zwaarder en zinkt naar de zeebodem, de oceaan roeren en deze stromingen aandrijven.

Terwijl klimaatverandering de ijskappen doet smelten, deze stromen kunnen worden verstoord. Dit zal de stroom van warmte en voedingsstoffen over de hele wereld op complexe manieren verstoren.

3. Zout water kan worden gebruikt om kooldioxide uit de lucht te zuigen

Om de ergste effecten van klimaatverandering te voorkomen, moeten we koolstofdioxide (CO₂) uit de lucht halen en op grote schaal opslaan. De oceaan doet dit momenteel al, het verwijderen van meer dan een kwart van alle CO₂ die mensen in de lucht brengen.

CO₂ reageert met water om ionen te vormen die de zuurgraad van de oceaan verhogen, wat een groot probleem is voor dieren die erin leven.

Maar we zouden dit effect in ons voordeel kunnen gebruiken. Door bewust grote hoeveelheden lucht bloot te stellen aan water dat kaliumionen bevat (vergelijkbaar met zout water) kan CO₂ op een zeer kosteneffectieve manier worden afgevangen. Dat kan overal waar stroom goedkoop is en er een plek is om de CO₂ op te slaan.

4. Batterijen bouwen die zout water gebruiken, kan problemen met energieopslag oplossen

Windparken en zonnepanelen zijn zeer effectief in het opvangen van energie, maar om de klimaatverandering aan te pakken, hebben we nieuwe en goedkopere manieren nodig om energie op te slaan.

Hartvormige handwarmers!

Lithium-ion batterijen, de meest gebruikte technologie, gebruik lithiumionen opgelost in een vloeistof om elektriciteit heen en weer te transporteren tussen de positieve en negatieve polen van een batterij. De vloeistof die momenteel wordt gebruikt is duur, vertraagt ​​het opladen van de batterij, en kan vlam vatten.

Het vervangen van deze vloeistof door zout water is een belangrijk doel van batterijonderzoek - met verwachte voordelen op het gebied van kosten en veiligheid. Dit soort batterijen is ook gemakkelijker te vervaardigen, belangrijk om aan de toenemende vraag naar batterijen te voldoen.

Lees meer:​​Batterij op waterbasis een stap voorwaarts voor hernieuwbare energie

5. Maar we kunnen zelfs de eenvoudigste eigenschappen van zout water nog steeds niet voorspellen

In de afgelopen eeuw is het belang van het begrijpen van zout water erkend - enkele van de grootste Nobelprijswinnende geesten van de wetenschap hebben aan dit probleem gewerkt.

We boeken nog steeds spannende vooruitgang op deze vraag vandaag, gedeeltelijk door krachtige supercomputers en kwantummechanica te gebruiken om te simuleren hoe zout water zich gedraagt.

Helaas, ons vermogen om de eigenschappen van zout water te voorspellen heeft nog een lange weg te gaan. Bijvoorbeeld, extreem zout water kan een oververzadigde oplossing vormen die kan worden gebruikt om handwarmers te maken.

Als dit type oplossing lang genoeg wordt bewaard, zal het spontaan een vast zout vormen, maar onze theoretische voorspellingen voor hoe lang dit zal duren, zijn letterlijk meer dan een quadriljoen keer te snel. De omvang van deze misrekening vertelt ons dat we iets essentieels missen!

De studie van eenvoudig zout water is moeilijk te verkopen in vergelijking met meer opwindende wetenschap over zwarte gaten of het genezen van kanker. Maar dit betekent niet dat het minder belangrijk is.

In feite, het begrijpen van zout water is van vitaal belang voor het begrijpen van ons eigen lichaam en onze eigen planeet. Het kan zelfs de sleutel zijn om ze te redden.

Timothy Duignan, Postdoctoraal onderzoeker in energieopslag, De Universiteit van Queensland

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.