Tạo ra điện từ chênh lệch độ mặn giữa nước biển và nước sông
Thứ năm, 19/09/2013 - 09:46
Các nhà nghiên cứu Mỹ tạo ra loại pin tận dụng sự khác biệt về độ mặn giữa nước ngọt và nước biển để tạo thành dòng điện.
Các nhà nghiên cứu Mỹ tạo ra loại pin tận dụng sự khác biệt về độ mặn giữa nước ngọt và nước biển để tạo thành dòng điện. Cấu tạo loại pin này gồm một điện cực âm và một điện cực dương, được nhúng vào dung dịch có chứa các hạt tích điện, hay các ion. Ở trong nước, các ion là natri và clo, thành phần cơ bản của muối thông thường.
Lúc đầu, pin chứa đầy nước ngọt, và được nạp bằng một dòng điện nhỏ. Sau đó, nước ngọt được rút ra để thay bằng nước biển. Nước biển mặn nên chứa nhiều ion hơn nước ngọt khoảng 60 - 100 lần, làm tăng điện áp giữa 2 điện cực. Điều này khiến lượng điện thu được lớn hơn nhiều lượng điện sạc cho pin.
PGS. Yi Cui, trưởng nhóm nghiên cứu, giải thích, điện áp phụ thuộc vào nồng độ của các ion natri và clo. Sau khi tất cả điện được phóng ra, nước biển lại được thay thế bằng nước ngọt để bắt đầu chu kỳ mới. Trong phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu dùng nước biển lấy từ biển California và nước ngọt từ hồ Donner ở Sierra Nevada để kiểm tra. Hiệu quả chuyển năng lượng tiềm năng trong nước biển thành dòng điện lên tới 75%. PGS. Yi Cui cho rằng, nếu sử dụng các thanh nano dioxit mangan để làm điện cực dương thì hiệu quả có thể lên tới 85%. Các thanh nano dioxit có tác dụng làm tăng diện tích bề mặt cho quá trình tương tác với các ion natri hơn 100 lần so với những vật liệu khác, giúp ion natri di chuyển ra vào điện cực dễ dàng, khiến cả quá trình được đẩy nhanh hơn. “Tất cả những nơi nước sông đổ ra biển đều có tiềm năng sản xuất loại năng lượng này”. PGS. Yi Cui cho biết.
Theo nhóm nghiên cứu, nếu tất cả các con sông thế giới đã được tận dụng thì loại pin do họ tạo ra có thể cung cấp khoảng 2 terawatt điện mỗi năm - tương đương khoảng 13% mức tiêu thụ điện hiện nay của thế giới. Trước đây từng có một số nghiên cứu tận dụng sự chênh lệch độ mặn giữa nước biển và nước ngọt để sản xuất điện bằng cách cho các ion di chuyển qua một lớp màng. Tuy nhiên, phương pháp này hạn chế vì lớp màng rất dễ thủng, và chỉ có một loại ion được sử dụng để tạo ra điện, trong khi Cui sử dụng cả ion natri và clo.
Theo ScienceDaily