Новый метод выработки энергии из воды
Устья рек, впадающих в моря и океаны, потенциально могли бы обеспечить человечество огромным количеством энергии, сопоставимым с выработкой всех обычных электростанций. Однако КПД систем, опирающихся на разность в солёности речной и морской воды, пока невысок. Например, первая осмотическая электростанция, построенная полтора года назад в Норвегии, пока служит лишь опытной площадкой для совершенствования технологии.
Специалисты из Стэнфорда (Stanford University) считают, что для прорыва в данной области нужно отказаться от попыток задействовать осмос и обратиться к другому способу. В основе их генератора — два электрода, один из которых притягивает положительно заряженные ионы натрия, а второй — отрицательные ионы хлора.
Цикл начинается, когда между этими пластинами пропускают пресную воду. Прикладывая к электродам небольшое напряжение, можно вынудить ионы из электродов перейти в воду.
Второй шаг происходит, когда пресная вода заменяется на морскую. Концентрация соли в ней намного выше, и ионы начинают быстро насыщать электроды. Так создаётся разность потенциалов и генерируется ток.
После этого насыщенные ионами электроды больше не отдают энергию, отработанная морская вода удаляется, а на её место вновь закачивается пресная. При помощи небольшого напряжения электроды вновь освобождаются от ионов, чтобы можно было замкнуть круг.
По данным Technology Review, группа учёных из Стэнфорда сумела таким образом извлечь 74% потенциальной энергии, которая заложена «на стыке» морской и пресной воды. При этом аппарат не выказывал никакого снижения производительности даже после 100 циклов. По мнению авторов устройства, размещение электродов ближе друг к другу позволит такой «батарее» достичь эффективности в 85%.
Для извлечения энергии из воды новым методом исследователи применили в качестве положительного электрода наностержни из диоксида марганца. Они обладают очень большой площадью поверхности, быстро принимают и отдают ионы натрия в ходе цикла.
Для связывания отрицательно заряженных ионов хлора учёные использовали серебряный электрод, хотя это решение нельзя назвать оптимальным. Помимо высокой стоимости серебра, которая препятствует масштабированию системы, имеется проблема попадания серебра в воду (в больших количествах этот металл токсичен). Авторы системы намерены подыскать ему замену.
Они также указывают, что в качестве пресной воды для системы подойдёт не только чистая речная вода, но также ливневые и сточные воды. В эксперименте ученых использовалась вода из Тихого океана и высокогорного озера Donner, сообщает Мембрана.
Источник:
www.livestream.ru/news/2011/05/03/water_energy/