Аккумулятор для голубой энергии океана и пресной воды
Фото: Martin Str с сайта Pixabay
TEPLOKARTA 19.10.2019 3 291

Доступная технология может использовать так называемую голубую энергию, генерируемую в местах, где соленая вода океана и пресная вода смешиваются

В статье, опубликованной в ACS Omega, описывается аккумулятор с тем, чтобы использовать его в береговых очистных сооружениях для достижения энергетической автономности в процессе эксплуатации.

«Голубая энергия - это огромный и неиспользованный источник возобновляемой энергии». «А эта батарея - важный шаг к ее практическому захвату без мембран, движущихся частей и прочего».

Исследователи протестировали прототип батареи, следя за выработкой энергии, периодично промывая ее сточными водами каждый час. За 180 циклов аккумуляторные материалы сохранили 97-процентную эффективность при захвате энергии градиента солености.

Технология может работать в любом месте, где смешиваются пресная и соленая вода, но очистные сооружения показывают особенно ценный пример. Очистка сточных вод является энергоемкой отраслью. Этот важный процесс для здоровья населения остается уязвим к отключению от электросетей. Обеспечение энергетической независимости очистных сооружений может сократить потребление электроэнергии и обеспечить бесперебойную надежную работу системы.

Захват синей энергии

Каждый кубический метр пресной воды, которая смешивается с морской водой, производит около 0,65 киловатт-час энергии - этого достаточно для питания среднего частного дома в течение приблизительно 30 минут.

Батарея исследователей - не первая технология, позволяющая улавливать голубую энергию, но она первая, которая использует электрохимию батареи вместо давления или мембран. Эта технология предлагает более простое, надежное и экономически эффективное решение.

Процесс сначала высвобождает ионы натрия и хлорида из электродов батареи в раствор, создавая ток от одного электрода к другому. Затем, быстрый обмен сточных вод с морской водой приводит к тому, что электрод реинкорпорирует ионы натрия и хлорида и реверсирует ток. Энергия восстанавливается как во время притока пресной, так и морской воды, без предварительных затрат энергии и без необходимости зарядки. Это означает, что батарея постоянно разряжается и перезаряжается, не требуя каких-либо дополнительных затрат энергии.

Дешево и сердито

Несмотря на то, что лабораторные испытания показывают, что выходная мощность на площадь электрода все еще остается низкой, потенциал увеличения емкости аккумулятора выше, чем это было раньше, из-за небольшой занимаемой им площади, простоты, создания постоянной энергии и отсутствия мембран или инструментов для контроля заряда и напряжения.

Электроды изготовлены из материала «берлинская лазурь», широко используемого в качестве пигмента и лекарственного средства, который стоит менее 1 доллара США за килограмм, и полипиррола, материала, используемого в батареях и других устройствах, который продается менее чем за 3 доллара США за килограмм в натуральном выражении.

Нет необходимости в резервных батареях, так как используемые материалы относительно прочны, покрытие из поливинилового спирта и сульфосукциновой кислоты защищает электроды от коррозии, и в них нет движущихся частей. Если исследователи смогут расширить масштабы этой технологии, она сможет обеспечить достаточное напряжение и ток для любой береговой очистной установки. Избыточная электроэнергия может быть отдана ближайшему потребителю, например, опреснительной установке.

«Это научное элегантное решение сложной проблемы». «Его необходимо протестировать в масштабе. Оно не решает проблему использования голубой энергии в глобальном масштабе, когда реки впадают в океан, но это хорошая отправная точка, которая может стимулировать дальнейшие достижения».

Чтобы оценить весь потенциал батареи на городских станциях очистки сточных вод, исследователи работают над уменьшенной версией, чтобы увидеть, как система работает с несколькими батареями, работающими одновременно.

 

Источник: Battery gets ‘blue energy’ from ocean and freshwater mix

Комментарии

Комментарий пользователя Facebook

Алексей Дорошенко

Чтобы добыть Воду из воздуха, надо потратить электричество. Чтобы добыть электричество надо сжечь нефть или газ. Чтобы сжечь нефть или газ их надо добыть. - закачав в недра пресную воду. - ЛОГИКА ....

Андрей Казанцев

Сначала надо получить этот кубометр пресной воды, а это повсеместно можно сделать только по технологии АэроГЭС + энергия от нее самой... :)

Alex Poliakoff

Дополнительно, вместо электрохимии, давления или мембран можно использовать самое натуральное на солнечном или сбросовом тепле испарение жидкости или поглощение влаги из воздуха с последующей ее конденсацией в одном аппарате.

Написать комментарий

Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с политикой конфиденциальности