Zoals we eerder al zeiden, is het opwekken van energie uit water een van de oudste en meest effectieve methoden, maar waar het vandaag om draait is niet een molen of het concept van onderwaterturbines, maar de relatie tussen zoet water en zout water. Energie opwekken via osmose is niet nieuw, en er is zelfs een prototype van een installatie in Noorwegen gebouwd. Toch zou een recente ontwikkeling van de Zwitserse EPFL en de Universiteit van Illinois de hoeveelheid energie die op deze manier wordt opgewekt aanzienlijk kunnen vergroten.
Osmose als energiebron
Osmose. Zoet water, zout water en een semipermeabel membraan. Natuurlijk hoeft het water niet per se “zout” te zijn, want elk ander opgelost deeltje is ook geldig (bijvoorbeeld suiker), maar het idee blijft hetzelfde: Een deel van het zoete water “stroomt” door het membraan naar de kant met het zoute water, waardoor extra druk ontstaat. Omdat dit zo’n cruciaal fysisch proces is voor het leven, hebben veel lezers het vast wel eens gezien in kleine experimenten tijdens biologielessen of natuurwetenschappen, maar osmose zou een buitengewone energiebron kunnen worden, mits de kosten-batenverhouding gunstig is. Het bedrijf Statkraft bouwde een prototype van een osmotische installatie in Hurum (Noorwegen), en hoewel het ongeveer 4 kilowatt produceerde, besloot Statkraft de stekker eruit te trekken om verschillende redenen: weinig energie, hoge onderhoudskosten, concurrerendere technologieën, en ga zo maar door. De sleutel tot extra energie uit osmose ligt in het ontwerp van het membraan... en daar richten we ons vandaag op.
Een ultra-dun membraan
Volgens een studie gepubliceerd in het tijdschrift Nature door onderzoekers van de Zwitserse EPFL en de Universiteit van Illinois (Urbana-Champaign), overtreft een nieuw type ultra-dun semipermeabel membraan alle eerdere ontwikkelingen ruimschoots. Wat bedoelen ze met “ultra-dun”? Slechts drie atomen, en het belangrijkste materiaal is molybdeendisulfide, dat we meestal kennen als smeermiddel. De nanoporiën van dit membraan worden “osmotische generatoren” met een uitzonderlijke energiedichtheid. De officiële tekst spreekt van één megawatt per vierkante meter membraan, genoeg voor ongeveer 750 huishoudens.
Het grote probleem waar deze technologie (voorlopig) mee te maken heeft, is de productie van het membraan zelf. De onderzoekers voerden experimenten uit met één enkele nanoporie, en om die gewenste megawatt energie te bereiken, zou een vierkante meter membraan miljoenen poriën moeten hebben... die met precisie en op een goedkope manier moeten worden geboord. Over een paar jaar praten we waarschijnlijk weer over osmose. Geduld.
