利用海水和河水之间的盐分浓度差异产生能量

2021年06月11日22:06:43 科学 1958


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从海水和水路水之间的盐焦点的区别产生能量看起来像魔法,但它确实有效!蓝色能量,正如人们通常所知的这种有点黑暗的合理力量,有着巨大的潜力。原则上,一条正常的水道可以输送的蓝色能源和一个水电站一样多,水电站利用142米高的梯级发电!博士。分析师Diego Pintosi已经开发出更好的方法来理解和处理土壤阻碍用于创造蓝色能量的薄膜的问题。他将于6月11日(星期五)在图埃捍卫他的假设。


蓝色能源利用了一种被称为反向电渗析(RED)的创新技术,在这种技术中,存在于水道和海水中的带相反电荷的盐粒子通过一种称为粒子交换层的薄膜。电荷的发展产生了电力。整个相互作用取决于海水中含有大量盐的可能性,而溪水几乎没有。我们可以利用液体之间在盐焦点上的区别来产生能量。开关电渗析,顾名思义,利用类似的互动电渗析,一种创新,经常用于清洁或淡化水,但在相反的要求。


积聚力量

由于熵的存在,含有不同固盐剂的水流混合是一个无约束的循环。科学家迭戈·平托西(Diego Pintosi)澄清说:“自然会立即寻找一个平衡的条件。”他对Kitty Nijmeijer老师的膜材料和过程收集很重要,并在位于Leeuwarden的欧洲实用水创新探索社区Wetsus进行了考试。


“通过在两个流之间设置层,您可以选择在排列之间交换哪些盐颗粒。在这种情况下,我们使用两层(见图):一层膜运送反向带电的氯阴离子(Cl-)和不同的载体着重带电的钠阳离子(Na+)。薄膜是堆叠的,类似于功率器件,因此各个电压对比度可以结合在一起以产生足够的功率。”


蓝色的能量是取之不尽的,而且对每天的摇摆不定(如太阳导向和扭曲)毫无抵抗力,然而到目前为止,层次的花费阻碍了对创新的深远接受。尽管如此,到目前为止,该领域已经取得了一些令人振奋的进展。2014年,世界上第一个示范试点(50千瓦)被派往Afsluitdijk,利用(辛辣)Waddenzee和(淡水)IJsselmeer的水。


阻止污染问题

“利用河流和海水的一个巨大问题是土壤,”平托西说在水中分解的片段,如微生物、泥浆、盐类或天然物质,可以聚集在地层上和地层中,从而降低细胞的电力产量。”“在我的考试中,我试图为这个问题编造答案,也就是所谓的‘结垢’。首先,我培养了另一个程序来筛选结垢循环。我发现,通过利用电化学阻抗谱,我可以选择在污染发生的开始阶段进行预测。这有助于选择何时需要清洁烟囱,以及需要清洁多少。”


当时,分析员对硫酸盐对薄膜的影响进行了分析我们认识到,巨大的,带负电荷的粒子,如硫酸盐,会严重降低细胞的力产额,因为它们与膜电荷紧密合作。这使盐水粒子的载体方正,并影响能量的产生。”Pintossi还创建了两个模型来描述污垢对电能寿命的影响:“这些模型特别有助于在大范围设施中预测电能寿命。此外,他们还可以帮助减少这些机构的开支。”


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反向电渗析示意图(红色)。AEM(阴离子交换膜)输送带负电荷的氯离子(Cl-),CEM(阳离子交换层)带负电荷的钠离子(Na+),形成电荷的显影。当连接两个端子的外部电路关闭时,电压对比度通过外部电路驱动电流,从而控制灯。学分:埃因霍温科技大学


两性离子的覆盖物


显然,认识到污垢问题的原因并不能解决它。专家以这种方式另外创造了两个富有成效的物质移动到改变薄膜表面,使其更不受污染。两者都利用一个特殊的覆盖依赖于所谓的两性离子。


两性离子,或称内盐,是含有等量的绝对电荷和反电荷粒子的原子。沿着这些线,它们通常会使红细胞中的层更具亲水性;一天下来,它们更容易被水吸引。这不仅推迟了开始结垢的时间,同样也推迟了结垢的发展。“简而言之,我的探索是对蓝色能源作为可支持的、可持续的能源的巨大范围执行的重大进展。”


人工智能

对于未来,这位来自意大利的年轻专家认为人工智能的应用有很大的保障。”电影、水和污垢之间的联系令人难以置信,因此很难以一种不假思索的方式表现出来。”“尽管如此,通过利用大量的信息,例如来自Afsluitdijk的试点机构的信息,我们实际上希望组装一个AI模型,将红烟囱和水的性质与红烟囱污垢的水平联系起来。因此,我们可以理解通往“远超”的道路。

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