Ηλεκτρικοί ωκεανοί:η μεμβράνη δημιουργεί ενέργεια από το θαλασσινό νερό

Μια νέα μορφή θαλάσσιας ενέργειας είναι στον ορίζοντα αφού οι ερευνητές ανέπτυξαν μια μεμβράνη που μπορεί να συλλέξει ενέργεια από το θαλασσινό νερό.

Η τεχνολογία βασίζεται στη διαδικασία της όσμωσης, όπου το νερό ή οι διαλυμένες ουσίες (π.χ. αλάτι) κινούνται σε μια ημιπερατή μεμβράνη, προκειμένου να εξισορροπηθεί η συγκέντρωση.

Υπάρχουν δύο κύριοι τρόποι με τους οποίους αυτή η διαδικασία μπορεί να παράγει ενέργεια. Εάν το νερό κινείται κατά μήκος μιας μεμβράνης, δημιουργεί πίεση στη μία πλευρά, η οποία μπορεί να μετατραπεί σε ενέργεια. Εάν, από την άλλη πλευρά, φορτισμένα σωματίδια διαλυμένης ουσίας («ιόντα») κινούνται κατά μήκος μιας μεμβράνης, η κίνηση των ιόντων μπορεί να αξιοποιηθεί για τη δημιουργία τάσης.

Αυτές οι μέθοδοι «ωσμωτικής ισχύος» – οι οποίες εκπέμπουν μηδενικές εκπομπές και είναι λιγότερο μεταβλητές από την ηλιακή και την αιολική ενέργεια – θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε μέρη όπου το γλυκό νερό (δηλαδή ένας ποταμός) συναντά τη θάλασσα.

Ωστόσο, παρά το γεγονός ότι προτάθηκε για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1970, η τεχνολογία δεν έχει καταφέρει μέχρι στιγμής να αξιοποιήσει τις δυνατότητές της. Η κύρια δυσκολία έγκειται στην ανάπτυξη μιας μεμβράνης που είναι ταυτόχρονα αποτελεσματική και ικανή να αντέξει για μεγάλο χρονικό διάστημα σε διαβρωτικό θαλασσινό νερό.

Τώρα, μια ομάδα με επικεφαλής επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Deakin στην Αυστραλία και στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν στις ΗΠΑ έχουν αναπτύξει μια μεμβράνη που σημειώνει και τα δύο πλαίσια.

Διαβάστε περισσότερα για το μέλλον της ενέργειας:

• Η τεχνολογία θαλάσσιας καλλιέργειας ανοίγει την πόρτα στις πλούσιες πηγές καθαρής ενέργειας στους ωκεανούς μας
• Ποιο είναι το επόμενο βήμα για την πυρηνική ενέργεια;
• Δρ Μέλανι Γουίντριτζ:«Η ενέργεια σύντηξης είναι αιχμής. Είναι εξερεύνηση. Πηγαίνει σε μέρη που οι άνθρωποι δεν έχουν πάει ποτέ πριν”

Πήραν έμπνευση από τη βιολογία. Ο χόνδρος - ο ελαστικός ιστός που βρίσκεται στο σώμα μας - αφήνει τα ιόντα να περάσουν με ευκολία. Το οστό, από την άλλη πλευρά, δεν επιτρέπει στα ιόντα να περάσουν, αλλά είναι ισχυρό και άκαμπτο.

«Βρήκαμε έναν τρόπο να «παντρέψουμε» αυτούς τους δύο τύπους υλικών για να αποκτήσουμε και τις δύο ιδιότητες ταυτόχρονα», λέει ο καθηγητής Nicholas Kotov στο Μίσιγκαν.

Οι ερευνητές κατασκεύασαν τη μεμβράνη τους χρησιμοποιώντας συνθετικές νανοΐνες «αραμιδίου», οι οποίες παρέχουν ένα εύκαμπτο υλικό παρόμοιο με τον χόνδρο, επικαλυμμένο με νιτρίδιο βορίου, το οποίο είναι ισχυρό σαν οστό.

Όταν η μεμβράνη χρησιμοποιήθηκε για τον διαχωρισμό δύο διαλυμάτων αλάτων διαφορετικών συγκεντρώσεων, άφησε τα θετικά φορτισμένα ιόντα νατρίου του άλατος, αλλά απώθησε τα αρνητικά φορτισμένα ιόντα χλωρίου, δημιουργώντας ηλεκτρικό ρεύμα.

Η μεμβράνη εξακολουθούσε να λειτουργεί μετά από 200 ώρες και ήταν σε θέση να αντέξει ένα ευρύ φάσμα συνθηκών.

«Η νέα μας σύνθετη μεμβράνη έχει ... υψηλή σταθερότητα σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται από 0 έως 95 βαθμούς Κελσίου και σε pH από 2,8 έως 10,8», λέει ο Δρ Weiwei Lei στο Deakin.

"Αυτές είναι οι γνωστές μέχρι τώρα μεμβράνες με την καλύτερη απόδοση", προσθέτει ο Kotov.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η τεχνολογία τους είναι επεκτάσιμη, καθώς και τα δύο κύρια στοιχεία είναι φθηνά.