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

Koniec dokazovania, že nie sme robot. Google pripravuje systém Neviditeľná reCAPTCHA

07.12.2016 11:38

Pred niekoľkými rokmi Google zjednodušil používateľom webu dokazovanie, že sú ľudia, a nie automatizované roboty, keď nahradil systém CAPTCHA (akronym pre Completely Automated Public Turing test to te ...

Technológie 1

Video: Virtuálna realita ukazuje, čo sa môže stať, ak budete auto šoférovať opití

07.12.2016 00:21

Britská spoločnosť Diaego, ktorej patria značky ako Johnnie Walker, Smirnoff či Guinness použila „taktiku zastrašovania“  a spojila svoje sily so Samsungom pri tvorbe dosť hrôzostrašného videa s virtu ...

Technológie

Telefón nabitý do minúty a batéria poháňaná baktériami? Na alternatívne zdroje energie si ešte počkáme

07.12.2016 00:16

Hoci batériám stále dominujú tie lítiovo-iónové, vedci priebežne hľadajú efektívnejšie alternatívy. Nové prototypy vydržia napríklad 7500 cyklov vybitia a nabitia, majú až osemkrát vyššiu energetickú ...

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

Kyocera - prve-zariadenia-formatu-a4-s-vykonom-a3

Najnovšie videá