Как получить электричество из соли и воды?|Comment obtenir de l’électricité à partir du sel et de l’eau?

Автор: Татьяна Гирко, Лозанна, 14. 07. 2016.

(© Steven Duensing/National Center for Supercomputing Applications/University of Illinois/Urbana-Champaign)

В то время как швейцарские политики ведут ожесточенные споры о возможности полного отказа от использования атомных станций, ученые Конфедерации научились добывать электричество из подручных средств. Альтернативными источниками энергии в данном случае могут стать обычная вода и бытовая соль.


«После солнечной, ветряной и гидравлической вырисовывается новый тип экологически чистой энергии – осмотическая», – говорится в коммюнике EPFL, распространенном по случаю публикации результатов исследований в научном журнале Nature. Название этого источника происходит от слова «осмос» (от греческого ὄσμος — толчок, давление), означающего процесс односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в сторону большей концентрации растворенного вещества из объема с меньшей концентрацией. Обратный осмос давно используется в промышленных масштабах в опреснительных установках.

Следует отметить, что и сама по себе осмотическая энергия – не новое слово научной среде. Первая в мире электростанция, производящая «соленые киловатты», начала работу еще осенью 2009 года в Норвегии. Впоследствии пилотные проекты были запущены также в Нидерландах, Японии и США. Электростанции, базовый принцип работы которых основан на разнице между соленостью морской и пресной воды, могут располагаться в местах впадения рек в моря и океаны. Однако норвежская экспериментальная установка вырабатывала очень мало энергии (всего 2-4 киловатта), и в конце 2013-го компания-оператор Statkraft сообщила о приостановке проекта, предоставив возможность развивать осмотическую энергию другим игрокам рынка. Рентабельность и по сегодняшний день остается главной проблемой для этого направления.


Как же функционирует установка, работа которой базируется на использовании явления осмоса? В ходе контакта между соленой (морской) и пресной водой ионы соли через мембрану проникают в отсек с пресной водой; в результате концентрация соли в обоих контейнерах становится одинаковой, объясняют ученые EPFL. Между тем ионы – не что иное, как электрически заряженные частицы, а значит, воспользовавшись этими перемещениями, можно получить электричество.


«Ахиллесовой пятой» норвежского проекта эксперты называли мембраны, использующиеся для диффузии молекул: в отличие от аналогичных деталей, которые поставляют разработчики оборудования для опреснения воды, мембраны осмотической установки должны быть максимально тонкими, что позволяет увеличить их эффективность. Использование органических мембран, оказавшихся слишком хрупкими, не позволило добиться значительных успехов в повышении производительности.


Похоже с поставленной задачей удалось справиться швейцарским ученым, использовавшим в своих исследованиях мембрану из сульфида молибдена с крошечным отверстием, или нанопорой. Это позволило ионам из раствора с большей концентрацией соли мигрировать в раствор с меньшей концентрацией. Во время перемещения через нанопоры электроны передаются на электрод, что позволяет получить электричество.


Мембрана, которую использовали швейцарские ученые, пропускает только положительно заряженные ионы, отталкивая большинство их «собратьев» со знаком « – ». Таким образом, в ходе миграции между двумя отсеками, содержащими ионы с положительным и отрицательным зарядом, создается напряжение, позволяющее «запустить» электрический ток.


«Мы изготовили нанопоры, потом провели исследование, чтобы определить, какой размер оптимален. Если отверстие слишком большое, получается отобрать меньше ионов и напряжение снижается. И наоборот, если оно слишком маленькое – поток ионов недостаточен и снижается ток», – отмечает один из авторов исследования Джандонг Фенг.


Открывающиеся перспективы выглядят многообещающе: теоретически мембрана площадью 1 кв.м, 30% поверхности которой покрыто нанопорами, способна произвести 1 мегаватт энергии. Этого достаточно для того, чтобы обеспечить работу 50 тысяч стандартных энергосберегающих лампочек. Следует отметить, что недостатка в сульфиде молибдена (MoS2) для производства таких мембран не ощущается, а значит, осмотические станции скоро смогут занять достойное место рядом с ветряками и солнечными батареями. При этом, в отличие от последних, электричество из соленой и пресной воды можно вырабатывать круглосуточно, без оглядки на погоду.


Больше статей на эту тему вы найдете в нашем досье.

 

Добавить комментарий

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь , чтобы отправить комментарий
КУРСЫ ВАЛЮТ
CHF-USD 1.1
CHF-EUR 0.91
CHF-RUB 81.91

Ассоциация

Association

ПОПУЛЯРНОЕ ЗА НЕДЕЛЮ

Covid-cертификат появится в конце июня

Документ будет разработан на базе технического решения федеральной службы информационных технологий и телекоммуникаций (OFIT). К концу июня все лица, которые были вакцинированы, переболели коронавирусом или недавно получили отрицательный результат теста, смогут при желании получить Covid-сертификат.

Всего просмотров: 1,813

Covid-19: дальнейшие послабления возможны c 31 мая

Федеральный совет одобрил «трехэтапную модель», которая определяет стратегию выхода из санитарного кризиса на ближайшие месяцы. В конце мая, когда смогут вакцирироваться все желающие это сделать уязвимые лица, Швейцария перейдет от защитного к стабилизационному этапу, который предполагает новые снятия ограничений.

Всего просмотров: 1,296

Референдум 13 июня

На втором в этом году референдуме населению предстоит высказаться о двух инициативах и трех законах. Рассказываем в подробностях.

Всего просмотров: 1,259
СЕЙЧАС ЧИТАЮТ

Covid-19: новый тест на антитела

Более точная методика для выявления антител, актуальная статистика, ход вакцинации, новый «карантинный» список, перспективы возобновления туристических поездок – мы продолжаем следить за развитием эпидемии в Швейцарии.

Всего просмотров: 2,481

О свободе и несвободе

Обсуждение швейцарскими экспертами и общественностью «прививочного паспорта» или «сертификата о коронавирусе» поднимает все больше юридических и морально-этических вопросов, о которых мы раньше просто не задумывались.

Всего просмотров: 1,957

Эпидемия коронавируса в Швейцарии идет на спад

По оценкам рабочей группы Конфедерации по вопросам Covid-19, общие эпидемиологические показатели, такие как количество инфекций, госпитализаций, заполняемость отделений интенсивной терапии и число летальных исходов, указывают на замедление темпов развития эпидемии.

Всего просмотров: 1,049
© 2021 Наша Газета - NashaGazeta.ch
Все материалы, размещенные на веб-сайте www.nashagazeta.ch, охраняются в соответствии с законодательством Швейцарии об авторском праве и международными соглашениями. Полное или частичное использование материалов возможно только с разрешения редакции. В случае полного или частичного воспроизведения материалов сайта Nashagazeta.ch, ОБЯЗАТЕЛЬНА АКТИВНАЯ ГИПЕРССЫЛКА на конкретный заимствованный текст. Фотоизображения, размещенные редакцией Nashagazeta.ch, являются ее исключительной собственностью. Полное или частичное воспроизведение фотоизображений без разрешения редакции запрещено. Редакция не несет ответственности за мнения, высказанные читателями в комментариях и блогерами на их личных страницах. Мнение авторов может не совпадать с мнением редакции.
Scroll to Top
Scroll to Top