Naukowcy z Francji odkryli że nanorurki z azotku boru gigantycznie zwiększają napięcie między wodą – dokładniej jonami w niej – o małym zasoleniu i wodą o dużym. 4 kilowaty z metra kwadratowego membrany przy potencjalnie 1 terawacie ze wszystkich miejsc rzeka-ocean na Ziemi.
Ów 1TW (inne źródło, link niżej – 1700TWh/rok) obliczono uwzględniając tylko w miarę wykorzystywalne miejsca, gdzie woda słodka (rzeki) spotyka się z wodą słoną (morza, oceany). Gdyby do rzek dołączyć jeszcze wody ściekowe, doszłoby kolejnych kilkadziesiąt GW. Zatem, jeśli jeszcze za 10 lat nie będzie bardzo taniego prądu dla wszystkich, to trzeba będzie przyznać jakąś rację spiskowym teoriom typu „czerpiący zyski z tego co jest teraz hamują wprowadzanie nowego”. Już tylko w oparciu o aktualne doniesienie w postępach z wykorzystaniem tylko tego jednego typu OZE (odnawialnych źródeł energii) można coś takiego twierdzić. A o co chodzi?
Chociaż pierwsza elektrownia osmotyczna powstała w Norwegii już 3 lata temu, a google podpowiada wyszukiwania pod „osmotyczna elektrownia”, to temat ten nie jest szeroko obecny w polskojęzycznej sieci. A chodzi tu o świetny przykład OZE. Można go zaliczyć do „niebieskich energii” bo energia jest tu uzyskiwana (głównie) z wody i najlepiej w morskich lokalizacjach. „Zielone” energie – np. biopaliwa, to temat równie gorący, co kontrowersyjny: bywa że powiązane koszty (np. CO2, kontrowersyjność inżynierii genetycznej) „zielonego” paliwa czynią go równie przeciw- co pro-środowiskowym. Tymczasem „wodne” OZE są znacznie przejrzystsze pod tym względem. Również energia z osmozy, choć niewiele o niej u nas słychać (np. brak polskiego hasła wikipedii). Może dlatego nie przykuła jeszcze uwagi, że nie miała imponujących osiągnięć, a tylko imponujące potencjały (ów 1TB). Teraz może się to zmienić.
Ogólnie, rozwijano dwa (niedawno doszedł trzeci) sposoby zaprzęgania różnicy stężenia jonów do produkcji prądu. Pierwszy wykorzystuje to, że woda o większym zasoleniu ma jakby „podciśnienie” wobec cząsteczek wody o mniejszym zasoleniu i wciąga je, przez co faktycznie zwiększa swoje ciśnienie. Całkiem sporo – dwa metry sześcienne takich dwu różnych wód generują energię jaką dałby 1m3 spadający z wodospadu o wysokości 175m (ciśnienie 175m kolumny wody (inne źródło -270m). Aby odzyskać to ciśnienie, trzeba połączyć wody przez barierę, która przepuszcza wodę lub jony tylko w jedną stronę. W PRO (ciśnieniowa: pressure-retarded osmosis) chodzi właśnie o przepuszczenie wody ku wodzie bardziej słonej. Większe ciśnienie jest później wyzyskiwane w generatorze turbinowym – czyli pośrednio dzięki membranie (przez ciśnienie) tworzy się prąd. Drugi sposób to „odwrócona elektrodializa” (RED) – membrana ma dużo sparowanych mikro-kanalików, które rozdzielają (dzięki osmotycznej różnicy stężeń) aniony i kationy tworząc małe napięcie w danym miejscu membrany. Dotychczas najlepiej chyba wyeksplorowano PRO z wspomnianą norweską elektrownią o mocy kilkunastu MW. Ale … w tej elektrowni uzyskiwano kilka watów z 1m2 membrany. To niewiele, więc potrzeba kilkudziesięciu tysięcy m2 membrany.
Aktualnie (w Nature) ogłaszany postęp w tej dziedzinie, dotyczy raczej RED. Eksperymenty z nanorurkami z azotku boru oraz różnymi gradientami zasolenia i innymi czynnikami wykazały, że powierzchnia tych nanorurek (silnie na ładowana ujemnie) przyciąga silnie jony dodatnie i przez rurkę płynie prąd nawet 1-amperowy. Oznacza to, że jeden m2 takiej membrany może wygenerować 4kw i 30mWh/rok. To tysiąc razy więcej niż kilka watów z aktualnych systemów PRO.
Ta „niebieska energia” jest więc na naprawdę dobrej drodze. Autorzy badania mówią, że teraz będą opracowywać to, jak pokryć takimi nano-rurkami duże membrany, oraz jak działałyby tu inne materiały niż azotek boru.
[ źródło ; źródło ; źródło ; źródło ; źródło ; źródło ]
