Jak już wspominaliśmy wcześniej, pozyskiwanie energii z wody to jedna z najstarszych i najskuteczniejszych metod. Ale dzisiaj nie chodzi o młyn czy turbiny podwodne, lecz o związek między wodą słodką a słoną. Generowanie energii przez osmozę nie jest nowością – powstał nawet prototyp elektrowni w Norwegii. Jednak najnowsze osiągnięcie naukowców ze szwajcarskiego EPFL i University of Illinois może znacząco zwiększyć ilość energii uzyskiwanej w ten sposób.
Osmoza – jak to działa?
Osmoza. Woda słodka, woda słona i półprzepuszczalna membrana. Oczywiście woda nie musi być „słona” – każda inna substancja rozpuszczona (np. cukier) też się sprawdzi, ale ogólna zasada pozostaje: część wody słodkiej „przechodzi” przez membranę do strony z wodą słoną, tworząc dodatkowe ciśnienie. To proces fizyczny niezwykle ważny dla życia – wielu z nas widziało go na lekcjach biologii – ale osmoza może stać się niezwykłym źródłem energii, jeśli relacja kosztów do korzyści będzie odpowiednia. Firma Statkraft zbudowała prototyp elektrowni osmotycznej w Hurum w Norwegii, który produkował około 4 kilowatów, ale Statkraft zdecydował się zamknąć projekt z kilku powodów: mała energia, wysokie koszty utrzymania, bardziej konkurencyjne technologie i tak dalej. Klucz do uzyskania dodatkowej energii z osmozy leży w projekcie membrany – i to na nim się skupiamy.
Nowa membrana – rekordowa gęstość energii
Według badania opublikowanego w czasopiśmie Nature przez naukowców z EPFL i University of Illinois (Urbana-Champaign), nowy typ ultracienkiej półprzepuszczalnej membrany znacznie przewyższa wszystkie wcześniejsze osiągnięcia. Co oznacza „ultracienka”? Zaledwie trzy atomy, a głównym materiałem jest disiarczek molibdenu, który zwykle stosuje się jako środek smarny. Nanopory tej membrany stają się „generatory osmotyczne” o wyjątkowej gęstości energetycznej. Oficjalny tekst mówi o jednym megawacie na metr kwadratowy membrany, co wystarczyłoby dla około 750 domów.
Wyzwania
Największym problemem tej technologii (na razie) jest tworzenie samej membrany. Naukowcy przeprowadzili eksperymenty z pojedynczym nanoporem, a do osiągnięcia pożądanego megawata energii metr kwadratowy membrany musiałby zawierać miliony takich nanoporów, które trzeba wykonać precyzyjnie i tanio. Za kilka lat prawdopodobnie znowu usłyszymy o osmozie. Cierpliwości.
