Увеличение потенциала осмотических электростанций с помощью нанотрубок
В ноябре 2009, норвежская национальная электрическая компания Statkraft открыла первый в мире прототип осмотической электростанции, что генерирует электричество из отличия в концентрации солей между речной и морской водой. Осмотические электростанции — чистый и возобновляемый источник энергии. Их коммерческое применение было ограничено низкими мощностями генерирования энергии по обстоятельству ограниченности разработок, к примеру, электростанция Statkraft имеет мощность в 4кВт.
Но к настоящему времени исследователи открыли новый способ сбора осмотической энергии, что, как они утверждают, разрешит генерировать с 1 кв. метра мембраны те же 4кВт энергии, каковые создаёт вся электростанция Statkraft.
Глобальный осмотический градиент (градиент солености) сконцентрирован в устьях рек и согласно расчетам Statkraft, равен числу 1600-1700ТВт в год. С применением особых полупроницаемых мембран, электричество возможно сгенерировано при помощи осмотического результата, что появляется в то время, когда резервуар с питьевой водой входит в контакт с резервуаром с соленой водой. Процесс сбора энергии может происходить как за счет отличия давлений между двумя резервуарами для привода турбины, так и за счет применения мембраны, которая создаёт электрический ток при прохождении через нее ионов.
Прототип электростанции Statkraft (и пилотная станция в 2МВт) трудится на первом принципе и создаёт 1Вт на квадратный метр полимерной мембраны. Командапод руководством физиками из Университета Lumiere Matiere в Лионе в сотрудничестве с Университетом Neel создали экспериментальное устройство, которое, по их заявлениям, в 1000 раз более действенно, чем каждые ранние совокупности и существенно увеличивает рентабельность осмотической энергии как возобновляемого источника электричества.
Экспериментальное устройство применяет второй способ. Оно складывается из непроницаемой и электроизоляционной мембраны, в которое имеется всего одно отверстие с расположенной в нем нанотрубки из нитрида бора с внешним диаметром в пара десятков нанометров.
С данной мембраной, отделяющей резервуар с соленой водой от резервуара с питьевой водой, команда измерила электрический ток, проходящий через мембрану, при помощи двух электродов, загружённых в жидкость с обеих сторон нанотрубки. Результаты продемонстрировали, что устройство способно генерировать электрический ток через нанотрубку в размере наноампера. Исследователи утверждают, что это в 1000 раз превышает другие узнаваемые техники по сбору осмотической энергии совершает нанотрубки из нитрида бора действенным ответом для сбора энергии из немедленного конвертирования и градиентов солёности ее в электрический ток.
Экстраполируя результаты собственной 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 вторых материалов.
Источник: Gizmag.