Мегавати з води
Хитромудро підібрані матеріали для електродів здатні ефективно генерувати електричний струм за рахунок чергування потоків прісної та солоної води.
Устя річок, що впадають у моря й океани, потенційно можуть забезпечити світ величезною кількістю енергії, порівнянною з виробленням усіх звичайних електростанцій. Однак ККД систем, що ґрунтуються на різниці солоності річкової й морської води, поки невисокий. Так, перша осмотична електростанція, побудована півтора роки тому в Норвегії, генерує мізерну кількість енергії і є не так серйозним промисловим об’єктом, як експериментальною площадкою для вдосконалення технології.
Фахівці зі Стенфордського університету вважають, що для прориву в цій галузі треба відмовитися від спроб використовувати осмос і звернутися до іншого способу. В основі їхнього генератора — два електроди, один із яких притягує позитивно заряджені іони натрію, а інший — негативні іони хлору. Цикл роботи починається, коли між цими пластинами пропускають прісну воду. Під дією невеликої напруги іони з електродів переходять у воду. Другий крок — прісна вода заміняється на морську. Концентрація солі в ній набагато вище, і іони починають швидко насичувати електроди. Так створюється різниця потенціалів і генерується струм (це третій крок). Четвертий крок: насичені іонами електроди більше не віддають енергію, відпрацьована морська вода видаляється, а на її місце знову накачується річкова. За допомогою скромної напруги електроди знову звільняються від іонів, щоб можна було замкнути коло.
Науково-популярний журнал Technology Review повідомляє, що група вчених зі Стенфорда зуміла вилучити 74% потенційної енергії, закладеної «на суміжжі» морської й прісної води. При цьому апарат не виявляв ніякого зниження продуктивності навіть після ста циклів. На думку авторів пристрою, розміщення електродів якнайближче один до одного дозволить такій «батареї» досягти ефективності у 85%.
Для отримання енергії з води новим методом дослідники застосували як позитивний електрод нанострижні з діоксиду марганцю. Вони мають дуже велику площу поверхні, швидко приймають і віддають іони натрію упродовж всього циклу. Для зв’язування негативно заряджених іонів хлору вчені використовували срібний електрод. Останнє рішення, на їхню думку, поки аж ніяк не найкраще. Крім високої вартості срібла, що перешкоджає масштабуванню системи, є проблема потрапляння срібла у воду, а у великих кількостях цей метал токсичний. Автори системи мають намір знайти йому заміну, хоча відзначають, що зробити це нелегко.
В експерименті використовувалася вода з Тихого океану й високогірного озера Доннер у Каліфорнії. Однак дослідники відзначають: для системи підійде не тільки чиста річкова вода, а й зливові та стічні води. Якщо вдасться побудувати такий працюючий пілотний комплекс, він відкриє привабливі перспективи вироблення енергії для міст, розташованих на берегах морів і океанів. Теоретично прибережна «сольова» електростанція, що пропускає через себе 50 кубометрів річкової води на секунду, може розвивати потужність 100 мегаватів.
