• BilimAvcısı

Mavi Enerji; 2.000 Nükleer Santralin Yerini Alabilir

Ozmotik Enerji Santralleri


"Mavi enerji" olarak bilinen şeyi kullanan ozmotik enerji santralleri, yeni bir membran sayesinde 2.000 nükleer santralin yerini alabilir.

Elektrik, jeneratörleri çalıştırmak için kullanılan suyun kinetik enerjisi tarafından üretilir . Ayrıca, "mavi enerji" olarak da bilinen ozmoz enerjisi, 1950'li yılların başlarında keşfedilmiştir.

Doğal bir olaydır, bulunabilir ortamında yüksek tuzlu su ile düşük tuzlu su karışımları...

Tuz içeriğini dengelemek için tuz molekülleri karıştırma işlemi sırasında kendi kendilerine hareket eder. Tuzlu suyla karışan bir litre tatlı su için 2,2 kJ'ye kadar enerji açığa çıkar.


Elektrik üretmek için bu nötr süreci kullanabilen santraller için ilk araştırma yaklaşımları 1970'lerin başlarında sunuldu. 2009 yılında Norveç'te elektrik şebekesine bağlanan ilk ozmotik enerji santrali prototipinin işletimi dört yıl sonra durduruldu. Bu, ozmotik enerji santrallerini ekonomik açıdan çekici olmayan kömür ve nükleer santrallere kıyasla yüksek kurulum ve işletme maliyetleri ile haklı çıkardı.

Ozmotik Enerji Üretimine Yeni Yaklaşım

Geleneksel ozmotik enerji santralleri, yarı geçirgen bir zar ile birbirinden ayrılmış iki su havzasından oluşur. Membran tatlı sudan tuzlu suya geçtiğinde, tuzlu su havzasındaki basınç artar ve enerji bir türbini çalıştırmak için kullanılır.


Stanford Üniversitesi'nden bilim adamlarının geçtiğimiz günlerde ACS Omega dergisinde sunduğu karıştırma bataryasının entropisi, farklı bir çalışma prensibine sahip ve çalışma lideri Kristian Dubrawski'nin açıkladığı gibi, ne yüksek bakım gerektiren bir membran ne de elektrik türbinleri gerektiriyor.


Stanford Üniversitesi'ndeki karıştırma entropi pili, biri katkılı polipirolden ve biri de mavi renk pigmentinden oluşan iki elektrota dayanıyor. Pil, elektrik üretmek için döngüsel olarak tatlı su ve deniz suyu ile doldurulur. Elektrik yüklü tuz parçacıkları elektrotlardan dışarı akar ve tekrar içeri girer. Harici bir devre, elektrik şebekesine salınan elektrik enerjisinin beslenmesini mümkün kılar.

Entropi pil prototiplerinin karıştırılması başarıyla test edildi.


San Francisco yakınlarındaki bir koydan gelen deniz suyu ile entropi karışımı bataryanın ve Palo Alto'daki bir kanalizasyon arıtma tesisinden gelen arıtılmış atık suyun pratik bir testi başarılı oldu. Dubrawski'ye göre, “kıyıya yakın kanalizasyon arıtma tesisleri, teknolojiyi oluşturmak için iyi bir başlangıç noktasıdır.” Bilim adamının açıkladığı gibi, karışık entropi piller, bu kanalizasyon arıtma tesislerinin elektrik gereksinimlerini tamamen karşılayabilir.


Genel olarak araştırmacılar, entropi karışık pillerle nehir ağızlarında yılda 625 terawatt saat elektrik üretme potansiyeli görüyorlar. Bu, dünyanın elektrik ihtiyacının yaklaşık yüzde üçüne karşılık geliyor. Entropi karışım bataryasının geliştiricilerine göre rüzgar ve güneş enerjisine göre en büyük avantajı günün saati, hava durumu ve mevsime bakılmaksızın çalışmasıdır. Dubrawski, bununla birlikte, "Pilin ticari uygulamalar için cazip hale gelmesi için güç yoğunluğunun bir miktar artırılması gerek" diye ekliyor.


Kaynak:

  • ACS Omega, doi: 10.1021 / acsomega.9b00863