Що таке осмотична енергія?
Вчені з Паризького політехнічного інституту зробили важливий прорив у галузі осмотичної енергії, яку також називають “синьою”. Спеціальний процес створює електричний заряд під час контакту солоної та прісної води — це може забезпечити 15% потреб усього світу.
Директор національного центру наукових досліджень Франції Лідерік Боке розповів про цю технологію та її перспективи у статті для порталу Polytechnique insights.
Як працює ця технологія?
Природний “тиск”, що виникає між водою з високою солоністю і прісною водою, можна перетворити на електрику. Різниця концентрацій іонів натрію (Na+) та іонів хлору (Cl-) створює хімічну енергію, звану “вільною енергією Гіббса”, при змішуванні двох типів води. Цей потенціал пов’язаний із другим законом термодинаміки і виражає ентропію, що генерується в цьому процесі.
Потрібні умови природним чином виникають в естуаріях і дельтах, де річки та інші прісноводні водойми впадають у солоні, наприклад, моря й океани. Електроенергія, одержувана за допомогою осмотичної енергії, може вироблятися цілодобово, на відміну від сонячних або вітрових електростанцій.
Які перспективи осмотичної електростанції OsmoRhône?
Дослідники Брюно Моттет і Лідерік Боке вже десять років працюють над пілотним енергетичним проєктом у місці, де річка Рона впадає в Середземне море — там дуже висока солоність. Їхній стартап Sweetch Energy наприкінці 2023 року ввів в експлуатацію осмотичну електростанцію OsmoRhône потужністю 4 ТВт-год на рік.
Інженери розробили і запатентували технологію INOD (іонна наноосмотична дифузія), основним компонентом якої є біоматеріал на основі нанотрубок, що має високу економічну ефективність. На початковому етапі станція вироблятиме лише кілька десятків кіловат електроенергії, але надалі генерацію планують поступово збільшувати.
У довгостроковій перспективі OsmoRhône розраховує виробляти 500 мегават електроенергії, що дасть змогу забезпечити електроенергією понад 1,5 мільйона домогосподарств, що еквівалентно населенню Марселя, другого за кількістю населення міста Франції.
За оцінками експертів, осмотична енергія в кінцевому підсумку зможе виробляти від 2000 до 3000 ТВт-год на рік, що покриє близько 15% світових потреб в електроенергії. Завдяки цьому викиди вуглекислого газу можуть скоротитися на 4 Гт на рік. “Синя” енергія, яка насправді включається в “зелену”, може мати значний вплив на світову енергетику вже до 2030-го року.
Раніше вчені з Європи створили твердо-рідинний наногенератор із рекордною ефективністю. Він видобуває енергію, використовуючи вдавлювання і видавлювання води з мікроскопічних пор.
