Alternativa energikällor för en hållbar framtid

Osmotisk kraft, elektricitet genererad med vatten, salt och ett treatomer tjockt membran

Den osmotiska tryckskillnaden mellan salt havsvatten och sött älvvatten är möjlig att utnyttja för  kraftverk som genereras när sötvatten kommer i kontakt med saltvatten genom ett membran.

Ett semipermeabelt membran separerar två vätskor med olika saltkoncentrationer. Salt joner färdas genom membranet tills saltkoncentrationerna i de två fluiderna nå jämvikt. Det fenomenet är exakt osmos. Om systemet används med havsvatten och färskvatten, passerar saltjoner i havsvattnet genom membranet i färskvatten tills båda vätskorna har samma saltkoncentration. Och eftersom en jon är helt enkelt en atom med en elektrisk laddning, rörelsen av de saltjoner kan utnyttjas för att generera elektricitet.

System består av två vätskefyllda fack separerade med ett tunt membran av molybdendisulfid. Membranet har ett litet hål eller nanopor, genom vilket havsvattenjoner passerar in i färskvatten tills de två vätskans saltkoncentrationer är lika. När jonerna passerar genom nanoporeen överförs elektronerna till en elektrod – vilket är det som används för att generera en elektrisk ström.

Tack vare dess egenskaper möjliggör membranet positivt laddade joner att passera genom att de flesta negativt laddade avlägsnas. Det skapar spänning mellan de två vätskorna, eftersom man bygger upp en positiv laddning och den andra en negativ laddning. Denna spänning är vad som orsakar strömmen som alstras av överföringen av joner att flöda.

Storleken på nanoporen, för stort kan negativa joner passera och den resulterande spänningen blir för låg. Om den är för liten, kan inte tillräckligt många joner passera och strömmen skulle vara för svag. Ett 1m² membran med 30% av ytan täckt av nanopor kunna producera 1MW el – eller tillräckligt för att driva 50.000 standard energibesparande glödlampor. Och eftersom molybdendisulfid (MoS2) lätt kan hittas i naturen eller kan odlas med kemisk ångavsättning, kan systemet möjligen uppskruvas för storskalig kraftproduktion. Den stora utmaningen vid uppskalning av denna process är att ta reda på hur man gör relativt likformiga porer.

Osmotisk energi produceras nästan vilken som helst dag eller natt – förutsatt att det finns en flodmynning i närheten.

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *