Места, где пресноводные реки встречаются с соленым морем, известны как эстуарии и являются прекрасными местами для наблюдения за птицами и катания на каяках. В этих областях воды с разными концентрациями солей смешиваются, создавая потенциал для устойчивой «голубой» осмотической энергии. Исследователи разработали полупроницаемую мембрану, которая собирает энергию от градиентов соли и превращает ее в электричество. В ходе лабораторных испытаний было установлено, что новая конструкция имеет более чем в два раза выше плотность выходной мощности по сравнению с коммерческими мембранами.
Осмотическая энергия может быть извлечена везде, где есть различие в концентрации солей, однако существующие технологии для её сбора нуждаются в усовершенствовании. Один метод включает использование систем обратного электродиализа (RED), которые действуют подобно «солевым батареям», генерируя электричество за счет различия в давлении, вызванном градиентом соли. Чтобы уравнять этот градиент, положительно заряженные ионы морской воды проходят через систему в пресную воду, создавая давление на мембрану. Для увеличения сбора энергии мембране также необходимо иметь низкое внутреннее электрическое сопротивление, чтобы электроны могли легко протекать в противоположном направлении. Исследователи разработали полупроницаемую мембрану из экологически чистых материалов, которая минимизирует внутреннее сопротивление и максимизирует выходную мощность.
Прототип мембраны RED содержит отдельные каналы для транспорта ионов и электронов. Они достигли этого, включив отрицательно заряженный гидрогель целлюлозы (для транспорта ионов) между слоями органического электропроводящего полимера, называемого полианилином (для транспорта электронов). Испытания подтвердили, что разделение каналов повышает ионную проводимость и снижает удельное сопротивление по сравнению с гомогенными мембранами из тех же материалов. Прототип достиг высокой плотности выходной мощности, превышающей коммерческие мембраны RED в 2,34 раза, и продемонстрировал стабильную работу в течение 16 дней непрерывной эксплуатации под водой. Команда также создала массив солевых батарей из 20 мембран RED, достаточно для питания калькулятора, светодиодной лампы и секундомера.
Эти открытия расширяют возможности использования экологически чистых материалов для производства мембран RED и повышают эффективность сбора осмотической энергии, делая эти системы более пригодными для практического использования.
По материалам: acs.org
Ну это здорово если, эти открытия расширяют возможности использования экологически чистых материалов для производства мембран RED и повышают эффективность сбора осмотической энергии, делая эти системы более пригодными для практического использования.