ペン州立大学の研究チームは、 新技術 海水と淡水が出会うエネルギーを発生させることができます。これは、世界のエネルギー需要の40％を満たすことができます。

この研究は、 クリストファーゴルスキ、ペンステートの環境工学の助教授。 TUNはGorskiと話し合い、研究のさらなる洞察を得ました。

「私たちの研究は、淡水と海水を混合する際に、電池のような装置がかなりの電力を発生させ、経済的に実行可能にする可能性があることを実証しました。 ゴルスキー氏は、「2つの水源間の塩分濃度の違いに基づいている」と述べた。

現在のエネルギー開発の方法

現在、3つの同様の方法でエネルギーを開発していますが、それほど有効ではありません。

第1の方法は、圧力遅延浸透（PRO）である。 この方法は、半透膜を使用して、海水から新鮮な水を分離する。 エネルギーは塩分勾配（浸透圧）力によって作り出され、これはターニングターニングによってエネルギーに変換される。 「PROの主な問題は、バクテリアがその上で増殖したり、粒子が表面に付着しても、水を輸送しなくなることを意味する、汚れた水を運ぶ膜である」というGorski氏の説明です。

第2の方法は、逆電気透析（RED）である。 REDは、ある溶液から別の溶液にイオンが移動するときに、電気化学的勾配を用いて電圧を発生させる。 ゴースキー氏は、「イオン交換膜は、正に荷電したイオンのみを移動させ、負に荷電したイオンを移動させる」と述べた。 「溶解した塩だけが流れているのであって、水そのものではありません」

最後の方法は容量ミキシング（CapMix）です。 電極が塩分濃度の異なる水に晒されると、電圧が発生します。 その後、その電圧からエネルギーが取り込まれます。

CapMixとREDの技術は、大量のエネルギーを生み出すために奮闘しています。 だから、Gorskiは、 ブルース・ローガン環境工学のエバンプー教授、環境工学のスタン・アンド・フローラカッペ教授、環境工学の博士後期課程の金テヨン、研究者チームが新しい2つの方法を組み合わせて、エネルギー効率の高い新技術を創出しました。

ペン州の新しい方法

新しい方法では、研究者らは、陰イオン交換膜によって分離された2つのチャネルを有する細胞を開発した。 銅ヘキサシアノ鉄酸塩電極を各チャンネルに設置し、グラファイト箔を用いて電流を収集した。

ゴルスキー氏は声明のなかで、「ここでは2つのことが成し遂げられている。 "最初に、あなたは塩を電極に持っています。 もう一つは、膜を横切って塩化物を移動させることです。 これらのプロセスの両方が電圧を発生するので、電極と膜を合わせた電圧を組み合わせることになります」

この再生可能エネルギー技術は、環境の持続可能性の達成を大きく助けることができます。

製品は、水の淡水化で失われるエネルギーの量を減らすことができます。 ゴルスキー氏は、「水の淡水化は淡水を生産するだけでなく、濃縮塩水も生産している」と語った。 「淡水を使用して排水処理プラントを通過した後は、濃縮塩水と混合して元々淡水化に必要なエネルギーのほとんどを回収することができます。

また、この製品は、人口の少ない海岸地域を含む沿岸地域を取り巻く大量の人口の主要なエネルギー源として役立ちます。 「この技術は、他の再生可能エネルギー技術がそれほど有用ではない地域に最適です」とGorski氏は説明します。 「この技術は、他の再生可能エネルギー技術と比較して、インフラストラクチャーがうまくいけば小規模なコミュニティに適しています。

多くの研究開発を経て、この技術は有望視されています。 TUNにはまだ改善の必要があるけれども通知された。 「現実的には、この技術はパイロットプラントがビーチの近くにあるのを見ている人から5年以上離れている」とゴルスキー氏は語る。

Gorski氏は、「技術を実際の発電所に変換するためには、いくつかのことを行う必要があるだろう」と語った。 "まず、化学を最適化する必要があります。 使用できる材料は数多くありますが、テストされたものはほんの一握りです。 次に、デバイスの各コンポーネントのパフォーマンスに対するコストを考慮する必要があります。

製品が販売可能になるまでの時間を延長する最大の課題は、イオン交換膜の高コストです。 "このコストを引き下げることは、他の再生可能エネルギー技術とのコスト競争力を高める上で非常に重要です。 高価なイオン交換膜は、脱塩や他の水処理技術にとっても問題である」と付け加えた。

資金の不足は研究の可能性を制限する。 お金は、より多くの学生、ポスドクの学生、科学者を雇うのに役立ちます。 Gorskiは、「事実上すべての研究者のように、現在私のチームは、私たちがサポートできる学生の数によって制限されています。 「お金は、もっと多くの心配があり、より多くの調査をすることで、この技術をより早く進歩させることができるだろう」

このプロジェクトは、現在、国立科学財団とペンシルバニア州立大学エネルギー・環境研究所とマテリアル・リサーチ・インスティテュートからの内部種子交付金によって資金提供されています。