Dochodzą nawet już do takich odkryć, dzięki którym będziemy produkować energię elektryczną mieszając... wodę z dwóch źródeł. Jakkolwiek egzotycznie to brzmi, tego typu elektrownia już nawet pracuje. I spisuje się całkiem nieźle. Chodzi o zjawisko osmozy, a elektrownie wykorzystujące ten proces nazywa się osmotycznymi.

Trochę chemii

W ogromnym skrócie chodzi o to, że oddzielenie półprzepuszczalną błoną dwóch płynów o różnym stężeniu, doprowadza do procesu samorzutnego przenikania rozpuszczalnika z roztworu o mniejszym stężeniu (albo czystego rozpuszczalnika) do roztworu o większym stężeniu. Może to dotyczyć na przykład styku wody morskiej i słodkiej. „Napór” cieczy do zbiornika z wodą słoną powoduje wzrost ciśnienia, które jest wykorzystywane do produkcji prądu za pomocą turbiny.

Co ciekawe – skoro już kręcimy się w oparach teorii – zjawisko to odkryto, badając plazmolizę komórek skórki liści zapasowych cebuli (bez obaw, ja też mam jedynie wrażenie, że to rozumiem). W każdym razie błoną półprzepuszczalną była błona komórkowa, a roztworami zawartość komórki i płyn pod szkiełkiem nakrywkowym preparatu mikroskopowego. Warto tu zauważyć, iż udało się to zaobserwować podczas badania żywych komórek.

W każdym razie elektrownię wykorzystująca to zjawisko zbudowali już Norwegowie, którzy w zakresie poszukiwania nowych (a przed wszystkim ekologicznych) źródeł energii nie mają sobie równych. Pierwszy generator uruchomili już w roku 2010 i zadowalająco sprawuje się on do dziś.

Lokalne małe napięcia

Ale to jeszcze nie wszystkie wieści. Otóż całkiem niedawno energetykę osmotyczną pod lupę wzięli francuscy naukowcy. Odkryli oni otóż, że nanorurki z azotku boru znacznie zwiększają napięcie między jonami wody o małym i dużym zasoleniu. Zajmowali się przede wszystkim odwróconą elektrolizą, która zakłada stosowanie membrany z mikrokanalikami rozdzielającej kationy i aniony, dzięki czemu tworzą się lokalne małe napięcia. Okazało się, że zastosowanie nanorurek z azotku boru daje lepsze efekty niż wykorzystywane do tej pory materiały. Membrana z nanorurek z azotku boru silnie przyciąga jony dodatnie, przez co płynie przez nią prąd o natężeniu nawet 1 A.

Z ich wyliczeń wynika, że metr kwadratowy takiej membrany może wygenerować 4 kW i 30 MWh w ciągu roku. To aż tysiąc razy więcej niż obecnie stosowane systemy. A nie da się ukryć, że to odkrycie wprost przekłada się na potencjalną efektywność elektrowni osmotycznych w przyszłości.

A do tego ścieki

Naukowcy – jak zawsze – są optymistami, i z pełnym przekonaniem mówią, że już wkrótce do naszych domów popłynie prąd z elektrowni osmotycznych. Mniej wyrywni są jednak inwestorzy, którzy stanowczo stabilniej stąpają po ziemi. Niewątpliwie obserwując norweskiego „rodzynka” widzą potencjał w tej technologii, z drugiej jednak strony wciąż spierają się, jaki rzeczywisty potencjał w niej drzemie. Kiedy w 2007 roku Skandynawowie rozpoczynali pierwsze przymiarki do instalacji pilotażowej szacowali, iż na świecie można wybudować elektrownie osmotyczne, które rocznie dawałyby 1,6 tys. TWh energii. 200 przypadałoby na Europę, a 12 na Norwegię. W samej Norwegii mogłyby zapewnić 10 proc. produkcji energii.

Dzisiaj, biorąc pod uwagę wszystkie miejsca, gdzie woda słodka styka się ze słoną, mówi się o możliwości pozyskania 1 TW mocy. To wielkość godna szacunku, gdyż stanowi równowartość tysiąca reaktorów jądrowych. Ale jeśli dołączymy do tego wody ściekowe, potencjał elektrowni osmotycznych zwiększy się o dodatkowe kilkadziesiąt GW.

Analizując teoretyczne wyliczenia i osiągnięcia naukowców trzeba przyznać, że energia osmotyczna jest bardzo obiecującą technologią. Nie wiąże się z emisja gazów cieplarnianych, co stawia ją w pozycji uprzywilejowanej. Pytanie tylko, co powiedzą na to ekolodzy, gdy na ujściu każdej rzeki inwestorzy postanowią wybudować elektrownie...

Sławomir Dolecki

Materiał pochodzi ze strony abbpolska.blogspot.com