代理杏彩3沐鳴 電池從海洋和淡
 
 
這篇發表在ACS Omega上的論文描述了這種電池,并建議用它來實現沿海污水處理廠的能源獨立。
 
“藍色能源是一種巨大的、尚未開發的可再生能源,”研究報告的合著者、斯坦福大學土木和環境工程博士後克裡斯蒂安·杜布羅斯基(Kristian Dubrawski)說。“我們的電池是在沒有薄膜、移動部件或能量輸入的情況下,代理杏彩3沐鳴實現實際捕捉這種能量的重要一步。”
 
開發一種利用鹽梯度的電池的想法,最初是由材料科學與工程教授崔毅(音)和材料科學與工程博士後學者莫羅?将這一概念應用到沿海污水處理廠的想法來自于合著者克雷格•克裡德爾(Craig Criddle),他是土木和環境工程學教授。
 
研究人員測試了這種電池的一個原型,監測它的能量生産,同時用帕洛阿爾托(Palo Alto)地區水質控制工廠每小時排放的廢水與半月灣(Half Moon Bay)附近收集的海水交替進行沖洗。在180多次循環中,電池材料在捕獲鹽度梯度能量方面保持了97%的效率。
 
這項技術可以在任何淡水和鹽水混合的地方使用,但廢水處理廠提供了一個特别有價值的案例研究。廢水處理是能源密集型的,約占美國總電力負荷的3%。這一過程對社區健康至關重要,但也容易受到電網關閉的影響。使廢水處理廠實現能源獨立不僅可以減少電力的使用和排放,還可以使它們不受停電的影響——這在加州等地是一個主要優勢,最近的野火導緻了大規模停電。
 
更好的藍能捕獲
 
每立方米淡水與海水混合産生的能量約為0.65千瓦時,足夠美國家庭平均使用30分鐘。從全球範圍來看,沿海污水處理廠理論上可回收的能源約為180億瓦,足以為1700多戶家庭提供一年的電力。
 
研究人員的電池并不是第一個成功捕獲藍色能量的技術,代理杏彩3沐鳴但它是第一個使用電池電化學而不是壓力或薄膜的技術。如果大規模應用,這項技術将提供一個更簡單、更健壯、更劃算的解決方案。
 
這個過程首先将鈉離子和氯離子從電池電極釋放到溶液中,使電流從一個電極流向另一個電極。然後,廢水與海水的快速交換使電極重新注入鈉離子和氯離子,使電流反向流動。在淡水和海水沖洗過程中,能源都得到了回收,無需前期能源投資,也無需充電。這意味着電池在不需要任何能量輸入的情況下不斷地放電和充電。
 
廉價的和強大的
 
盡管實驗室測試顯示,每個電極區域的功率輸出仍然較低,但由于其占地面積小、簡單、不斷産生能量、缺乏控制電荷和電壓的膜或儀器,人們認為這種電池的放大潛力比以前的技術更可行。
 
電極是用普魯士藍,材料廣泛用作顔料和醫藥,成本不到1美元1公斤(2.2磅),和聚吡咯,電池和其他設備的實驗材料,售價不到3美元一千克(2.2磅)散裝。
 
也不需要備用電池,因為材料相對堅固,聚乙烯醇和琥珀酸磺酸塗層保護電極免受腐蝕,而且不涉及移動部件。如果研究人員能夠擴大這項技術的規模,它可以為任何沿海處理廠提供足夠的電壓和電流。過剩的電力生産甚至可以轉移到附近的工業生産,比如海水淡化廠。
 
杜布羅斯基說:“這是一個科學優雅的複雜問題的解決方案。“它需要進行大規模的測試,它沒有解決在全球範圍内開發藍色能源的挑戰——流入海洋的河流——但它是一個可以推動這些進展的良好起點。”
 
為了評估這種電池在城市污水處理廠的全部潛力,研究人員正在開發一種可伸縮的版本,以了解在多個電池同時工作的情況下,該系統是如何工作的。
 
斯坦福研究所森林環境,斯坦福大學TomKat可持續能源中心的斯坦福基地國家科學基金會重振國家工程研究中心城市水利基礎設施,跨學科研究生獎學金,Oronzio和尼科洛德諾拉基金會、加拿大自然科學和工程研究委員會資助的研究。