Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay
  Все выпуски  

Пульс Европы. Мнения. Аналитика. Новости Чудеса из воды


Американские и итальянские исследователи разработали тип батарей, которые использует разное содержание соли в речной и морской воде для производства электроэнергии.

Функциональный принцип: в непрерывных циклах чередуется фаза зарядки, когда течёт в систему речная вода, с фазой разрядки, когда поступает в систему соленая вода. Благодаря различной солености может быть получено в процессе разрядки батареи больше энергии, чем получено при зарядке, установили ученые-химики университета Стэнфорд. Батарея могла бы применяться в будущем, например, для электростанций в устьях рек в море, где имеются в распоряжении как пресные, так и соленые воды. Расчёты показывают, что по этому принципу можно строить отдельные устройства электроснабжения, удовлетворяющие до 100 000 домохозяйств. Однако до тех пор, пока процесс будет технически выполним, необходимо решить некоторые основные научные вопросы, как пишут исследователи в отраслевом журнале «Nano Letters».

Идея использовать разное содержание соли речной и морской воды для производства электроэнергии, не нова. Если, например, разделить соленую и пресную воду тонкой, полупроницаемой мембраной, то пресная вода перейдёт на соленую сторону, чтобы выравнивать более высокую концентрацию ионов натрия и хлорида – составных частей обычной поваренной соли. Вследствие этого создаётся давление, которое может использоваться для производства электроэнергии. Специалисты называют этот принцип осмос, и используют уже в большем масштабе для производства электроэнергии: 2 года назад первая осмотическая электростанция была введена в опытную эксплуатацию в Норвегии.

Энергия путём обмена пресной и соленой воды

Необходимые для производства мембраны дороги и очень чувствительны, разъясняет руководитель исследований Чуи. Поэтому он и его коллеги искали технический принцип, при котором различие концентрации ионов может также использоваться, но без чувствительной мембраны. Вышло что-то вроде батареи для крупного применения. Сначала подводится пресная вода между обоими электродами и заряжается током, разъясняют учёные принцип работы системы. В вызванном состоянии пресная вода заменяется на солёную. Теперь вместе с заряженными ионами натрия и хлорида морской воды находится между электродами гораздо больше носителей заряда, и возникает более высокое напряжение. Это позволяет извлекать батареей больше мощности. Исследователям удалось с их прототипами достигнуть степени эффективности в 74 % – он превратили 74 % собранного количества энергии действительно в ток, пишет Чуи. Для сравнения: у угольных ТЭЦ степень эффективности примерно 50 %.

В качестве материала для положительного электрода исследователи выбрали крохотные палочки из оксида марганца натрия. Это очень эффективно, так как он может по средствам 100-кратного увеличения поверхности особенно интенсивно взаимодействовать с ионами натрия в электролите – жидкостью между электродами. Менее довольны ученые материалом для отрицательного электрода: они использовали для своих лабораторных испытаний серебро, которое отвечает всем требованиям, но для более поздней практической эксплуатации было бы слишком дорого, говорит Чуи.

В настоящее время он ищет более дешёвую альтернативу. Вся система очень экологически чиста, подчеркивают ученые. Ни материалы электродов, ни электролит, который состоит из смеси пресной и соленой воды, не представляют собой проблему. Потенциал метода кроме того огромен, подчеркивает Чуи: если использовать все реки мира, то согласно расчётам, батареи могли бы производить каждый год 2 тераватта (2 000 млрд. ватт) энергии – этим можно было покрыть примерно 13 % всемирного потребления энергии.

Пульс Европы

по материалам Focus Online


В избранное