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標題: 前沿科技之入海口鹽度差可發電 [打印本頁]

作者: 掃街 時間: 2011-6-2 16:37
標題: 前沿科技之入海口鹽度差可發電
不同的鹽度存在于淡水與海水之間，這有望作為可再生能源的一個巨大來源。能源需要用來淡化海水，而逆向運行這一過程就可產生能量。現在，有一種新的方法是基于傳統的電池設計，使用納米材料可以提供一種技術，經濟地利用這種能源。

鹽溶液：這一裝置發電采用的不同鹽度存在于淡水和海水之間。這兩個箔狀結構用作正負電極；玻璃燈泡是參比電極（reference electrode）。
來源：麻省理工科技創業

這一新設備開發者是斯坦福大學（Stanford University）的研究人員，設備包含一個電極，可吸引正鈉離子，另一個電極可吸引負氯離子。這些電極浸在鹽水中，就會吸引水中鈉離子和氯離子，這些運動的離子產生電流。電極充電需要排干鹽水，用淡水取代，運用相對低壓電流，吸引離子離開電極。淡水被排出后，電極就可以吸引更多的離子，這需要下一批鹽水。
“這是水脫鹽的相反過程，脫鹽時，你注入能量，生成淡水和濃度更高的鹽水，”崔易（Yi Cui）說，他是斯坦福大學材料科學和工程學教授，也是這項研究的領導者。“在這里，你開始是采用淡水與濃縮鹽水，然后產生能量。”
崔易的小組可以轉換為電能的是74%的潛在能量，這些潛在能量存在于咸水和淡水之間，而且可以不降低性能運行100多個循環。放置這些電極時更近地放在一起，崔易說，這就可以使電池達到85%的效率。
電廠采用這一技術，選址就要靠近三角洲，就是淡水入海處。崔易說，每秒排干50立方米的河水，一家發電廠就可以生產高達100兆瓦的電力。他計算，如果所有淡水，也就是全世界所有的沿海江河都被利用，他的鹽度梯度（salinity-gradient）工藝就可產生2太瓦（terawatts）電力，大約是目前全球耗能的13%。
但是，這種廣泛的使用會嚴重干擾敏感的水生環境。“我認為只能利用非常小的一部分，否則將是一場生態災難，”麥麥那凱姆•伊利米勒（Menachem Elimelech）說，他是耶魯大學（Yale University）環境工程項目主任。伊利米勒表示，有必要預處理，除去水中懸浮物質，包括生物。這樣的處理需要能量，會增加成本，而且本身嚴重擾亂生態系統，如果大規模進行就會這樣。
以前有些研究，利用的能量也是來自具有鹽度差的咸水和淡水，但主要重點是一項工藝，就是所謂的壓力延緩滲透（pressure-retarded osmosis）。在這種方法中，淡水和海水注入單獨的空間，其間的分隔采用人工膜。較高鹽度的鹽水吸引淡水穿過膜，這樣增加的壓力是針對鹽水一側的。受壓的水隨后用來驅動渦輪機發電。
挪威電力公司斯達克拉夫公司（Statkraft）目前正在測試壓力延緩滲透，試驗工廠就在奧斯陸（Oslo）城外，他們也在致力于開發更加有效和耐用的膜。斯達克拉夫公司官員說，他們的目標是把80%的現有化學能轉換為電能。崔易說，他懷疑，這種方法能夠超過40%的效率。“效率方面，我們當然是好多了，”他說。
為了達到高效率，崔易的研究小組使用二氧化錳（manganese-dioxide）納米棒，用為電池的正極。這種材料賦予鈉離子約100倍的表面積，可以進行互動，超過傳統電極材料。而這種納米結構使離子可以快速附著和離開電極，使整個電池更有效率。
崔易的研究小組利用一種銀電極，結合帶負電荷的氯離子。然而，銀太昂貴，不能大規模使用，而且它也是有毒的，會造成環境危害，因為它可溶解到水中，這些水循環通過電池。崔易說，他的小組正在尋找替代品，但是，替代選擇可能難以找到。

作者: xiaolongnu 時間: 2011-8-20 11:15
不知是不是真的，要是真的就好了

作者: 信風 時間: 2013-10-19 21:07
看的眼暈，不知道可行性如何

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