Võlunipp? Uus tehnoloogia võimaldaks toota 40% kogu maailma elektrist

 (34)

Võlunipp? Uus tehnoloogia võimaldaks toota 40% kogu maailma elektrist
Foto: Penn State University

Pennsylvania osariikliku ülikooli Penn State University uurijad on välja nuputanud hübriidtehnika, mis võimaldab toota enneolematus mahus elektrienergiat rannikupiirkondades, kus magevesi soolase mereveega kokku saab.

„Uue lahenduse eesmärk on toota elektrit seal, kus jõed kohtuvad ookeaniga,“ selgitas Penn State’i keskkonnatehnika aseprofessor Christopher Gorski. „Energia tekib kahe veekogumi soolsuse erinevustest.“

Soolakontsentratsioonide vahe võimaldaks potentsiaalselt toota koguni nii palju elektrit, et see võiks katta 40 protsenti globaalsest energiavajadusest. Ehkki sellise energia püüdmiseks on meetodid juba olemas, on kaks kõige edukamat neist — rõhkpidurdatud osmoos (ingl PRO; pressure-retarded osmosis) ja pöörd-elektrodialüüs (RED; reverse electrodialysis) — seni osutunud ebatõhusateks.

Kõige levinum süsteem PRO laseb läbi poolläbilaskva membraani valikuliselt vett, soola aga mitte. Protsessi käigus tekkiv osmootiline rõhk pannakse turbiine ringi ajades energiat tekitama.
„Toodetava energia hulga poolest on PRO seni kaugelt tõhusam lahendus,“ rääkis Gorski. „PRO suurimaks puudujäägiks on aga asjaolu, et vett läbi laskvad membraanid määrduvad, mis tähendab, et nende pinnal hakkavad vohama bakterid ning tahked osakesed kleepuvad membraanide pinnale, nii et need viimaks enam vett läbi ei lasegi.“

Loe veel

Seotud lood:

Selle põhjuseks on membraani-aukude väga väikesed mõõtmed — need lihtsalt ummistuvad väga kergest. Pealegi ei suuda PRO-põhised süsteemid taluda eriti soolase vee tekitatud suuri rõhke.

Teine tehnika, RED e pöörd-elektrodialüüs tekitab elektrokeemilise gradiendi abil pingeid ioonvahetus-membraanide pinnal. Elektrienergia tekib, kui valikulise iooni-ülekande abil takistatakse kloori- või naatriumi-ioonidel ioonvahetus-membraanide läbistamist. Ioonvahetus-membraanidest ei pea vesi läbi liikuma, mistõttu need ei määrdu nii kergesti kui PRO-meetodi juures kasutatavad membraanid. RED-lahenduste olulisimaks miinuseks on aga asjaolu, et need ei võimalda suuri elektritootmismahte.

Kolmas tehnika, mahtuvussegamine e CapMix (ingl capacitive mixing), on suhteliselt uus, alles arendusjärgus meetod. Elektroodidepõhine CapMix-tehnika kogub energiat pingetest, mis tekivad, kui kaks identset elektroodi viiakse teineteise järel kahte erineva soolsusega vette — näiteks magevette ja merevette. Sarnaselt pöörd-elektrodialüüsile ei suuda ka CapMix toota nii palju elektrit, et selle kasutamine ära tasuks.

Klõpsa CC-l, et inglise keeles subtiitreid näha

Penn State’i töörühm konstrueeris ainulaadse ehitusega vooluelemendi, milles kaht kanalit eraldab teineteisest anioonvahetus-membraan. Mõlemasse kanalisse paigaldati vask-heksatsüanoferraadist elektrood ja pinge kogumiseks grafiitkile. Seejärel kinnitati elemendi otsmised paneelid pultide ja mutritega.

Valmis elemendi ühte kanalisse viidi tehis-merevesi, teise kanalisse tehis-magevesi. Veevoolusängide perioodiline vaheldamine laadis elementi ja tootis elektrivoolu. Seejärel analüüsiti, kuidas mõjutavad voolusängude vaheldamiseks kasutatav katkestuspinge, välistakistus ja soolsus nii tipp- kui ka keskmist elektritootmisjõudlust.

„Lahenduse teevad töökõlbulikuks kaks tegurit,“ selgitas Gorski. „Esiteks see, et sool puutub kokku elektroodidega. Teiseks see, et kloori-ioonid tekitavad pinget membraani pinnal. Kuna mõlemad protsessid toodavad elektrienergiat, on tulemuseks elektroodidest ja membraani pinnalt kogutud pingete summa.“

Jäta kommentaar
või kommenteeri anonüümselt
Postitades kommentaari nõustud reeglitega
Loe kommentaare Loe kommentaare

FORTE TOP

Viimased uudised