เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทำงานบนน้ำเค็มเพื่อผลิตไฟฟ้า

พื้นผิวโลกปกคลุมด้วยน้ำมากกว่าพื้นดิน จริงๆแล้วน้ำ 71% ซึ่ง 96.5% เป็นน้ำเค็มที่มีอยู่ในมหาสมุทรทะเลและทะเลสาบเกลือ ส่วนที่เหลืออีก 29% เป็นน้ำจืด อย่างไรก็ตาม 68% ของน้ำจืดนั้นถูกขังอยู่ใต้ดินทำให้น้ำจืด 32% เข้าถึงได้สำหรับการบริโภคของมนุษย์ (ที่มา >> usgs.gov/edu/earth )

น้ำเค็ม 71% มีศักยภาพในการให้บริการแก่มนุษยชาติมากกว่าการตกปลาและการขนส่ง หนึ่งในนั้นคือการผลิตพลังงานไฟฟ้าและในรูปแบบต่าง ๆ ที่มีระดับของต้นทุนทางเศรษฐกิจที่แตกต่างกันในการตั้งโรงงาน หนึ่งในสิ่งที่ถูกที่สุดคือการผลิตพลังงานโดยใช้พลังงานจลน์ออสโมซิส (โดยอะตอม) ที่จุดตัดของน้ำเค็มและน้ำจืด

จากตาที่ไม่รู้ข้อมูลจุดที่แม่น้ำไหลลงสู่มหาสมุทรหรือทะเลมีปฏิกิริยามากมายเนื่องจากความแตกต่างของระดับความเค็มของน้ำทั้งสองร่าง งานวิจัยใหม่พบวิธีที่จะใช้ประโยชน์จากปฏิกิริยานี้เพื่อสร้างแหล่งพลังงานขนาดใหญ่

วิกิพีเดีย

หากต้องการชื่นชมเทคโนโลยีนี้ให้นึกถึงอ่างอาบน้ำที่มีเมมเบรนกึ่งซึมผ่านได้ที่กึ่งกลาง เยื่อหุ้มเซลล์ด้านหนึ่งมีน้ำเค็มส่วนอีกด้านหนึ่งเป็นน้ำจืด ผ่านออสโมซิสโมเลกุลของน้ำจืดที่อยู่ด้านหนึ่งจะบีบผ่านเยื่อหุ้มเซลล์และเข้าไปในน้ำเค็ม ดังนั้นจึงกล่าวถึงกฎหมายดุลยภาพในการดูดซึม

เมื่อโมเลกุลของน้ำจืดเข้าสู่อีกด้านของเยื่อหุ้มด้วยน้ำเกลือน้ำเกลือจะเพิ่มปริมาณในขณะที่อีกด้านหนึ่งก็ลดปริมาตร หากต้องติดตั้งกังหันที่ด้านข้างของน้ำเกลือซึ่งสูงขึ้นเมื่อน้ำจืดไหลผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ กังหันจะผลิตพลังงานไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดพลังงาน Osmosis ใช้น้ำเค็มและน้ำจืด

นั่นคือการหาประโยชน์จากออสโมซิสที่ทีมนักวิจัยจากสหรัฐอเมริกาและสวิตเซอร์แลนด์ต้องการใช้ที่จุดแม่น้ำตรงกับน้ำเค็มเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า นักวิจัยต้องการออกแบบเครื่องกำเนิดพลังงานออสโมติกแบบกำหนดเองโดยมีห้องสองห้องคั่นด้วยเมมเบรนที่มีความหนาเพียงสามอะตอม ด้านหนึ่งของถังจะมีความเข้มข้นของไอออนน้ำทะเลที่สูงขึ้นในขณะที่อีกด้านหนึ่งเต็มไปด้วยน้ำจืดจากน้ำในแม่น้ำ

เมมเบรนสามอะตอมจะช่วยให้ไอออนบวกจากน้ำจืดผ่านช่องเปิดเดียวและเข้าไปในห้องน้ำทะเล จะมีอิเล็กโทรดเชื่อมต่อทั้งสองห้องและผ่านไอออนบวกจากห้องน้ำจืดและเข้าไปในห้องน้ำทะเล ห้องน้ำเค็มจะมีประจุบวกมากขึ้น การกระตุ้นอิเล็กตรอนที่ถ่ายโอนจากห้องน้ำจืดผ่านอิเล็กตรอนไปยังห้องน้ำเค็ม กฎง่ายๆของฟิสิกส์

การถ่ายโอนอิเล็กตรอนซึ่งโดยทั่วไปเป็นกระแสไฟฟ้าทำให้ทั้งสองห้องเป็นเครื่องกำเนิดพลังงาน

เครื่องสร้าง Osmosis ไม่ใช่แนวคิดใหม่ดังนั้นนวัตกรรมที่นี่คืออะไร

แน่นอนว่าทีมนักวิจัยนี้ไม่ใช่คนแรกที่คิดไอเดียเกี่ยวกับเครื่องกำเนิดออสโมซิส การใช้ประโยชน์จากความแตกต่างของความเข้มข้นระหว่างของเหลวสองชนิดเพื่อชักนำให้เกิดการไหลของอิเล็กตรอนดังนั้นการสร้างกระแสไฟฟ้าจึงเป็นความคิดที่มีมานานแล้ว อย่างไรก็ตามนักวิจัยเหล่านี้ได้สร้างนวัตกรรมบางอย่างที่ทำให้ความคิดนั้นเป็นไปได้ในเชิงพาณิชย์ในวงกว้าง

นวัตกรรมที่สำคัญคือการสร้างเมมเบรนบางเฉียบ (หนาสามอะตอมเพื่อให้แม่นยำ) เมมเบรนที่มีช่องเปิดด้วยกล้องจุลทรรศน์เพื่อให้การไหลของไอออนบวกจากห้องน้ำจืดไปยังห้องน้ำทะเล ต้นแบบที่ใหญ่กว่าของต้นแบบถูกกล่าวว่าสามารถสร้างกระแสไฟฟ้าได้มหาศาล นักวิจัยอ้างว่าพวกเขาสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้สูงถึง 1 เมกะวัตต์จากเมมเบรนขนาดตารางเมตร นั่นก็เพียงพอแล้วที่จะให้พลังงานแก่บ้านประมาณ 750 หลัง

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า Osmosis เต้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม

เทคโนโลยีนี้สามารถใช้งานได้ทั่วโลกที่น้ำจืดมาบรรจบกับน้ำเค็มสำหรับการผลิตพลังงานสะอาดและพลังงานหมุนเวียน มันจะดีกว่าพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมซึ่งส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศและสภาพภูมิอากาศเพื่อผลิตพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ เครื่องกำเนิดพลังงานออสโมซิสทั้งหมดต้องการตั้งอยู่ในเชิงกลยุทธ์ที่จุดตัดของน้ำจืดและน้ำเค็มเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า