Ilość energii potencjalnie możliwej do uzyskania dzięki różnicy między stężeniem soli w wodzie morskiej i wodzie rzecznej na świecie wynosi od 1,4 do 2,6 terawatów, czyli około 20% miejscowego zużycia energii elektrycznej. Ten naturalny proces nie wiąże się z emisją dwutlenku węgla ani innych zanieczyszczeń, ani też nie generuje zanieczyszczenia cieplnego.
Projekt
CAPMIX (Capacitive mixing as a novel principle for generation of clean renewable energy from salinity differences) pozwolił stworzyć innowacyjną technologię pozyskiwania energii z gradientu zasolenia. Koncepcja ta bazuje na wytwarzaniu elektryczności bezpośrednio z różnicy między stężeniem soli w wodzie morskiej i wodzie słodkiej.
Naukowcy odkryli, że różne materiały z węgla aktywowanego wykazują różnice we wzroście potencjału pod wpływem zmian w zasoleniu roztworu stykającego się z nimi. Zaczęto więc badać pracę systemu, w którym dwie elektrody wykonane byłyby z różnych materiałów. Staranny dobór tych materiałów umożliwił pracę systemu bez zastosowania membrany i bez zewnętrznego źródła zasilania. Do uzyskania wzrostu potencjału wystarczyły właściwości powierzchni materiałów.
Główną zaletą tego podejścia jest uzyskiwanie elektryczności bezpośrednio z samego procesu mieszania, bez etapów pośrednich. Oznacza to, że nie są konieczne drogie i złożone konwertery, takie jak turbiny, ani reakcje elektrochemiczne. Technologia ta umożliwia więc uzyskiwanie taniej i przyjaznej środowisku energii z odnawialnego źródła.
Naukowcy dobrali też nowe materiały na elektrody i przeanalizowali nowe projekty ogniw, w których niemal nie dochodziło do spadku napięcia z upływem czasu. Naukowcy badali także zanieczyszczenia membran jonowymiennych o pojemnościowym potencjale Donnana. Ogniwo prototypowe zostało tak zaprojektowane, aby odbiorca ogólny mógł zaobserwować pozyskiwanie pojemnościowe energii dzięki zanurzeniu ogniwa w wodzie morskiej, a następnie rzecznej.
Na podstawie tych obserwacji zmodyfikowano węgiel aktywny, aby nadać jego powierzchni żądane właściwości. Pozwoliło to uzyskać nową generację materiałów, dzięki którym nie jest wymagane stosowanie membrany i które mogą konkurować z rozwiązaniami membranowymi.
Europejski potencjał pozyskiwania energii z gradientu zasolenia wynosi 94 gigawatów, co odpowiada 94 elektrowniom węglowym. Wyniki projektu CAPMIX są więc niezwykle obiecujące pod względem dostarczenia taniego i nieszkodzącego środowisku źródła energii dla całego świata.
Nauki fizyczne i o środowisku - ostatnio dodane
poleca:
