Image
5.8.2016 4 Comments

Nový zdroj zelenej energie – osmotická. Na výrobu elektriny stačí voda, soľ a membrána s hrúbkou 3 atómov

Zástancovia čistej energie budú mať čoskoro popri slnečnej, veternej a vodnej energii nový zdroj: osmotickú energiu. Alebo presnejšie povedané, energiu vyrobenú s využitím prirodzeného javu vyskytujúceho sa pri styku sladkej vody s morskou vodou cez membránu.

Výskumníci Laboratória nanobiológie Švajčiarskeho federálneho technologického inštitútu v Lausanne (EPFL) vyvinuli systém, ktorý veľmi efektívne generuje energiu z osmózy. Používa pri tom morskú vodu, pitnú vodu a nový typ membrány s hrúbkou troch atómov, ktorá slúži na oddelenie dvoch kvapalín.

Koncept je veľmi jednoduchý. Semipermeabilná (polopriepustná) membrána oddeľuje dve kvapaliny s rôznou koncentráciou soli, pričom ióny soli môžu putovať cez membránu, kým sa koncentrácia v oboch tekutinách dostane do rovnovážneho stavu. Tento jav sa nazýva osmóza.

Ak sa v systéme použije morská a pitná voda, ióny soli z morskej vody prechádzať cez membránu do sladkej vody, až kým obe tekutiny budú mať rovnakú koncentráciu soli. A pretože ión je atóm s elektrickým nábojom, pohyb iónov soli sa môže využiť na výrobu elektrickej energie.

Systém EPFL sa skladal z dvoch častí naplnených kvapalinou, ktoré oddeľovala tenká membrána zo sírnika molybdeničitého (MoS2). Ióny soli prechádzali cez otvor (nanopór) v membráne a ich elektróny boli prenášané na elektródu, ktorá sa používa na výrobu elektrického prúdu, až kým sa koncentrácia soli vyrovnala.

Vďaka svojim vlastnostiam membrána prepúšťa len kladne nabité ióny, zatiaľ čo tie záporne nabité odtláča. Tak sa medzi dvoma kvapalinami vytvára napätie, keďže v jednej sa vytvára kladný a v druhej záporný náboj. Toto napätie spôsobuje generovanie prúdu prenášaním iónov.

Vedci museli najprv zistiť optimálnu veľkosť nanopóru, pretože priveľký otvor umožní prechod aj záporných iónov, a tak by bolo napätie príliš nízke. Naopak, keby bol primalý, nemohol by prechádzať cezeň dostatok iónov, a tak by bol prúd príliš slabý.

Potenciál nového systému je obrovský. Podľa výpočtov vedcov by 1 m2 membrány s 30 % svojho povrchu pokrytými nanopórmi bol schopný produkovať 1 MW elektrickej energie, čo stačí na napájanie 50 000 štandardných energeticky úsporných žiaroviek. A pretože sírnika molybdeničitého  je v prírode dostatok, prípadne ho možno získať chemickým naparovaním (chemical vapor deposition), systém by sa mohol využiť na výrobu elektrickej energie vo veľkej miere.

Bádatelia použili membránu s jediným nanopórom, aby mohli celý proces lepšie preskúmať, a ukázali, že membrána s jediným nanopórom môže poháňať nanotranzistor. Keby sa podarilo vyrobiť membrány s väčším počtom nanopórov rovnakej veľkosti, výroba osmotických generátorov by sa mohla rozbehnúť vo veľkom.

Zdroj: actu.epfl.ch

Autor: Redakcia

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Technológie

Spreje na vypínanie génov umožnia geneticky zlepšovať rastliny bez zmeny DNA

18.01.2017 00:40

Ak sa vám nepáči farba niektorých kvetov v záhrade, možno ju jedného dňa budete môcť zmeniť jednoduchým postriekaním sprejom, ktorý vypne ich určité gény. Poľnohospodári môžu takéto postreky na vypín ...

Technológie

DeepStack – umelá inteligencia, ktorá vďaka intuícii porazí v pokeri aj profesionálnych hráčov

16.01.2017 00:25

Roboty hrajúce poker nie sú úplná novinka, no tím vedcov z kanadskej Albertskej univerzity, Karlovej univerzity a ČVUT (České vysoké učení technické) položil latku trochu vyššie. V dokumente (PDF) uv ...

Technológie

Hardvérová divízia Facebooku pracuje na technológii, ktorá vyzerá ako čítanie myšlienok

16.01.2017 00:30

Pred istým časom sa Mark Zuckerberg v jednom rozhovore vyjadril, že je presvedčený o tom, že jedného dňa si ľudia budú navzájom posielať myšlienky s využitím digitálnych technológií. Teraz sa jeho sen ...

4 Comments

  1. Technologia kotra by mala byt zakazana reakcia na: Nový zdroj zelenej energie – osmotická. Na výrobu elektriny stačí voda, soľ a membrána s hrúbkou 3 atómov
    24.7.2016 14:07
    Zasolovat pitnu vodu je trestuhodne uz ako napad.
    Reagovať
  2. urcite 1 MW ? reakcia na: Nový zdroj zelenej energie – osmotická. Na výrobu elektriny stačí voda, soľ a membrána s hrúbkou 3 atómov
    22.7.2016 14:07
    by som rad videl ten vypocet ako prisli k cislu 1MW na 1 m2 membrány napriklad v tomto clanku: http://fyzmatik.pise.cz/118-osmoticka-elektrarna.html pisu: Hlavní technologický problém spočívá v efektivnosti membrány, kterou je nutno zvýšit ze zhruba jednoho wattu na 1m2 na asi 5 W. Pak budou podle Statkraftu náklady tohoto zařízení údajně srovnatelné s ostatními obnovitelnými zdroji.
    Reagovať
    • RE: urcite 1 MW ? reakcia na: urcite 1 MW ?
      22.7.2016 14:07
      este doplnim: v tomto clanku http://www.nazeleno.cz/energie/energetika/osmoticka-elektrarna-v-norsku-konkurent-fotovoltaiky.aspx zase pisu: Na výrobu 1MW energie z osmózy je potřeba smíchat 1 m3 sladké vody se 2 m3 slané vody každou jednu vteřinu a to při tlaku 12 barů. Na slibovaných 25 MW bude tedy potřeba smíchat přibližně 25 m3 sladké vody s 50 m3 vody slané za jednu vteřinu. Předtím ale musí vědci zvýšit účinnost polopropustných membrán ze současného 1 W/m2 na 5 W/m2. Jen pro zajímavost, na počátku vývoje v 90. letech 20. století byla účinnost membrán pouze 0,01 W/m2. => tzn. ak prisli na to vyrobit 1MW tak to by suhlasilo s tou vetou v clanku: Potenciál nového systému je obrovský.
      Reagovať
  3. Veď sladkej (pitnej) vody mám dosť... reakcia na: Nový zdroj zelenej energie – osmotická. Na výrobu elektriny stačí voda, soľ a membrána s hrúbkou 3 atómov
    21.7.2016 14:07
    ... alebo nie?
    Reagovať

Vyhľadávanie

Kyocer TASK

Najnovšie videá