Badacze z dwóch chińskich uczelni: Uniwersytetu Guangxi i Uniwersytetu Rolniczego Anhui zajmowali się w ostatnim czasie udoskonalaniem membran służących do produkcji energii osmotycznej. Wyniki swoich badań nad tym wyjątkowo mało znanym źródłem energii (i jak dotąd nieskomercjalizowanym) opublikowali na łamach czasopisma ACS Energy Letters.
Czytaj też: Energia geotermalna coraz łatwiej dostępna. Tym źródłem odnawialnej energii musimy się zainteresować
Z energią osmotyczną możemy mieć do czynienia wszędzie tam, gdzie dochodzi do mieszania się wód o różnym stężeniu soli. Doskonałym przykładem są estuaria, czyli wąskie ujścia rzek, w których mieszają się słodkie wody z dorzecza ze słonymi wodami morskimi. Wykorzystanie gradientu stężeń i tym samym różnic ciśnienia, jakie powstają w takim środowisku, może być przydatnym źródłem energii.
Osmoza źródłem energii? Chińscy naukowcy ulepszyli raczkującą technologię
Przypomnijmy, że osmozą nazywamy dyfuzję rozpuszczalnika przez membranę półprzepuszczalną, która rozdziela dwa roztwory o różnym stężeniu. Zachodzi ona spontanicznie z roztworu o niższym stężeniu substancji rozpuszczonej do roztworu o wyższym stężeniu i prowadzi finalnie do wyrównania stężeń.
Czytaj też: Energia odnawialna musi być dystrybuowana. Nowa sieć całkowicie to zrewolucjonizuje
Chińscy naukowcy wyprodukowali ulepszoną membranę do tzw. odwróconej elektrodializy (ang. RED, reversed electrodialysis), która działa niczym „solna bateria” generująca energię elektryczną na podstawie różnic ciśnienia spowodowanych gradientem soli. Celem poprawienia przepływu jonów oraz transportu elektronów umieścili ujemnie naładowany hydrożel z celulozy pomiędzy warstwami organicznego, elektrycznie przewodzącego polimeru zwanego polianiliną. W ten sposób oddzielili kanały transportowe dla jonów i elektronów – czytamy w artykule naukowców.
Aby potwierdzić teoretyczne przypuszczenia uczeni skonstruowali laboratoryjny model estuarium w formie zbiornika na wodę. Instalacja z ulepszoną membraną wykazała gęstość mocy wyjściowej 2,34 razy wyższą niż w przypadku starszych generacji membran i utrzymała wydajność przez ponad 2 tygodnie nieprzerwanej pracy.
Czytaj też: Energia nuklearna a zasoby wodne. Ten reaktor jądrowy rozwiązuje ogromny problem
Podczas eksperymentów stworzono zespół 20 baterii z membranami, które wyprodukowały na tyle dużo energii elektrycznej, że były w stanie zasilić kalkulator, lampkę LED i stoper. Nie jest to imponujący rezultat, ale mówimy tutaj o technologii, które dopiero raczkuje. Naukowcy wyrażają nadzieję, że ich udoskonalona membrana będzie wykorzystywana w kolejnych badaniach, jak również w praktycznych celach. Na to drugie na pewno jeszcze długo będziemy musieli poczekać.
