Diese Batterie basiert auf der verborgenen Kraft von Flussmündungen - - Technik - 2020

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Anonim

Süßwasser-Salzwasser-Ökosysteme könnten reichhaltige erneuerbare Energie liefern

An der Stelle, an der sich Flüsse und Ozeane treffen, gibt es große Chancen: Der Salzgehaltsgradient, der sich an diesen Süßwasser-Salzwasser-Grenzen bildet, birgt beträchtliche potentielle Energie. Zum Beispiel könnten Ästuare geschätzte 40 Prozent der weltweiten Stromerzeugung abdecken.

Wissenschaftler haben seit Jahrzehnten daran gearbeitet, dieses Potenzial in eine nutzbare Energiequelle umzuwandeln, und haben eine Reihe von Techniken entwickelt. Eine der neuesten kommt von der Pennsylvania State University, an der Chris Gorski, ein Assistenzprofessor für Bauingenieurwesen, und seine Kollegen sagten, sie hätten einen Weg gefunden, Strom aus Süßwasser-Salzwasser-Ökosystemen zu erzeugen, der potenziell effizienter und kostengünstiger ist als frühere Versuche . Das System, eine Variante eines Prozesses, der als kapazitives Mischen bezeichnet wird, funktioniert ähnlich wie eine Batterie. Es verwendet Batterieelektroden und beruht auf einem elektrochemischen Gradienten - im Gegensatz zu einer Batterie ist es jedoch ein offenes System (Grafik unten).

Bisher haben Gorski und sein Team im Labor nur einen Prototyp eines Handys getestet. Wie berichtet in Umweltwissenschaft & Technologieerzeugte 0,4 Watt pro Quadratmeter - das Doppelte der in vorherigen kapazitiven Mischstudien erreichten Leistungsdichte. Die Forscher müssen immer noch die Leistung steigern und feststellen, ob das System kostengünstig und skalierbar ist (das Kraftwerk hätte die Größe eines kleinen Lagers in einer realen Umgebung). Sie müssen auch das Potenzial für eine Störung des Ökosystems untersuchen, da für die „Flussbatterie“ große Mengen an Mündungswasser durchgelassen werden müssen.

Der Chemie- und Umweltingenieurwissenschaftler der Yale University, Anthony Straub, und andere Wissenschaftler stehen der Möglichkeit eines effizienten Systems an einem Fluss-Ozean-Übergang skeptisch gegenüber - und sagen, Technologien wie die von Gorski könnten letztendlich nur an Orten mit relativ extremen Salzgradienten wie Hypersaline-Seen arbeiten , geothermische Brunnen oder Abwasseranlagen. Wenn sich dieses System als tragfähig und sicher erweist, könnte es eines Tages der Sonnen- und Windenergie als eine Form erneuerbarer Energien dienen.

Dieser Artikel wurde ursprünglich mit dem Titel "It's Electric - With the Right Mix" veröffentlicht. 316, 3, 24 (März 2017)

doi: 10.1038 / scientificamerican0317-24