Новости энергосбережения

Увеличение потенциала осмотических электростанций с помощью нанотрубок

21 Марта, 2013

В ноябре 2009, норвежская государственная электрическая компания Statkraft открыла первый в мире прототип осмотической электростанции, который генерирует электричество из разницы в концентрации солей между речной и морской водой. Осмотические электростанции - чистый и возобновляемый источник энергии. Их коммерческое использование было ограничено низкими мощностями генерирования энергии по причине ограниченности технологий, например, электростанция Statkraft имеет мощность в 4кВт. Но к настоящему времени исследователи открыли новый метод сбора осмотической энергии, который, как они утверждают, позволит генерировать с 1 кв. метра мембраны те же 4кВт энергии, которые производит вся электростанция Statkraft.

Глобальный осмотический градиент (градиент солености) сконцентрирован в устьях рек и по прогнозам Statkraft, равен числу 1600-1700ТВт в год. С использованием специальных полупроницаемых мембран, электричество может быть сгенерировано посредством осмотического эффекта, который возникает когда резервуар с пресной водой входит в контакт с резервуаром с соленой водой. Процесс сбора энергии может происходить как за счет разницы давлений между двумя резервуарами для привода турбины, так и за счет использования мембраны, которая производит электрический ток при прохождении через нее ионов.

Прототип электростанции Statkraft (а также пилотная станция в 2МВт) работает на первом принципе и производит 1Вт на квадратный метр полимерной мембраны. Команда, возглавляемая физиками из Института Lumière Matière в Лионе в сотрудничестве с Институтом Néel разработали экспериментальное устройство, которое, по их заявлениям, в 1000 раз более эффективно, чем любые ранние системы и значительно увеличивает рентабельность осмотической энергии как возобновляемого источника электричества.

Экспериментальное устройство использует второй метод. Оно состоит из непроницаемой и электроизоляционной мембраны, в которое есть всего одно отверстие с расположенной в нем нанотрубки из нитрида бора с внешним диаметром в несколько десятков нанометров.

С этой мембраной, отделяющей резервуар с соленой водой от резервуара с пресной водой, команда измерила электрический ток, проходящий через мембрану, при помощи двух электродов, погруженных в жидкость с обеих сторон нанотрубки. Результаты показали, что устройство способно генерировать электрический ток через нанотрубку в размере наноампера. Исследователи утверждают, что это в 1000 раз превышает другие известные техники по сбору осмотической энергии и делает нанотрубки из нитрида бора эффективным решением для сбора энергии из градиентов солености и немедленного конвертирования ее в электрический ток.

Экстраполируя результаты своей работы в больший масштаб, ученые утверждают, что 1 кв. метр мембраны из нанотрубок нитрита бора должен иметь мощность в 4кВт и генерировать до 30МВт в год, что на три порядка больше чем существующий прототип осмотической электростанции.

Следующим шагом для исследователей станет производство мембран из нанотрубок и тестирование производительности мембран из других материалов.

Источник: Gizmag.

← Возврат к списку

ГИС ВИЭ Томской области Демонстрационный центрВместеЯрче