Исследователи разработали новый метод получения электроэнергии, называемой осмотической энергией, используя пресную и солёную воду — это открывает возможности получения беспрецедентно большого количества экологически чистой энергии.
Концепция осмотической энергетики проста; она основывается на взаимодействии пресной воды с солёной, которые входят в контакт друг другом через сверхтонкую мембрану.
При этом ионы соли в солёной воде будут перемещаться через мембрану до тех пор, пока не сравняется концентрация солей в обеих жидкостях, входящих в состояние осмоса.
Ионы соли, содержащие электрический заряд, можно собрать вместе, чтобы получить полезную электроэнергию и передать её в энергосети.
Разработанная исследователями Федеральной политехнической школы в Лозанне (EPFL) данная система генерирования осмотической электроэнергии, как сообщается, способна производить беспрецедентно большое количество энергии, благодаря специализированной мембране, толщина которой всего три атома.
Группа исследователей EPFL опубликовала результаты своей работы в журнале Nature, которые показали, что огромная энерговыработка является результатом использования нового материала в мембране — известного как дисульфид молибдена.
Этот нанопористый материал позволяет положительно заряженным ионам беспрепятственно проходить через мембрану, в то же время, отталкивая отрицательно заряженные частицы, По мнению исследователей, впервые был использован 2D материал для выработки осмотической электроэнергии.
«Нам пришлось сначала изготовить, а затем определить оптимальный размер нанопор», — сказал руководитель исследования Циндун Фэн.
«Если они будут слишком большие, тогда смогут проходить отрицательные ионы, понижая выходное напряжение. Если они будут слишком малы, то будет проходить слишком мало ионов, и ток получится очень слабым».
Для того, чтобы получить представление о том, сколько осмотической энергии можно получить с помощью этой системы, исследователи повели расчёты, которые показали, что на площади мембраны 1 кв. м., 30 процентов поверхности которой покрыто нанопорами, можно производить 1 МВт электроэнергии.
Этого, по словам учёных, достаточно для освещения 50 тысяч энергосберегающих лампочек, но что более важно, дисульфид молибдена, используемый в мембране, легко найти в природе.
Единственная проблема сейчас в возможности расширения этого процессов до промышленных масштабов , чтобы иметь возможность вырабатывать огромное количество электроэнергии, но для этого надо научиться делать в таких объёмах относительно однородные поры для мембран.
Если технология осмотической энергии станет реализуемой, это откроет широкие перспективы для производства в будущем чистой энергии, ведь ветер и солнечная энергетика очень сильно зависят от погоды и времени суток, а осмотическая энергетика ограничивается только наличием воды.