河流遇到海的新生态气门潜力

经过马丁·莱格特(Martin Leggett)- 2011年3月30日13:54:0 GMT
河流遇到海的新生态气门潜力

河流已经通过水磨机提供了数千年的电力。海洋正在从波动的设备发电,但谁能在两者相遇的地方开放,但存在着一种新型的生态爆炸,并由新鲜和盐水的混合提供动力。这就是创新研究开放的承诺,即如何将盐性的对比变成一种新形式的可再生能源形式,刚刚发表在《杂志》上纳米字母

从像混合淡水和海水这样简单的东西中制造电池的能力来自咸味的急剧差异。海水中溶解的盐提供可在电极之间流动的正离子(钠和氯),因此产生电荷。使如此简单的设置在现实世界中起作用的关键方面在于使用高效但容易获得的材料中的电极。

这种生态棒的作用是首先充满淡水,然后涂上小电流。这设置了两个电极之间的电荷。然后,海水流入 - 随着淡水的去除 - 阳性钠离子和负氯离子的流动大大增加,会产生电极输送到电极中。然后重复水周期。

亚马逊河的河口,世界上最大的排水盆地流入大西洋。这样的位置,新鲜和海水混合物是使用Yi Cui的新电池发电的好地方。

图片来源:NASA。(亚马逊河的口,世界上最大的排水盆地流入大西洋。这样的位置,新鲜和海水混合,是用Yi Cui的新电池发电的好地方)

在这项研究中,由斯坦福大学的团队由材料科学与工程学教授Yi Cui领导,使用了由小型纳米氧化物制成的阳极(正电极)。它是该电极的纳米尺度结构,及其较大的表面积,从根本上降低了离子的流动和外部 - 因此将电池的效率提高到近75%。这种方法还避免了先前使用脆弱膜的盐水电池的问题,并且只能使用阳性或负离子。

二氧化锰纳米棒用于使Yi Cui的新电池的后电极通过使用新鲜和盐水之间的盐度对比来产生动力。

图片来源:由Yi Cui提供。(二氧化锰纳米棒用于使Yi Cui的新电池的后电极通过使用新鲜和盐水之间的盐度对比来产生动力。

但是,要扩大这些设备以在现实世界河口中使用的实用性,还有很长的路要走。首先,当前的阴极(负电极)由昂贵的银制成。然后是一个棘手的问题,即如何确保此类设备不会损害精致的河口生态系统。

CUI是乐观的,这可以克服。``我们不需要打扰整个系统,我们只需要在进入海洋之前通过系统将一些河水划分。我们只是在借用并返回它。''而且,发电的潜在能力可能是巨大的 - 他估计每年可以生产多达2吨电力。这可能使它们成为清洁能源时代的最终可再生电池。

电池的初始状态由Yi Cui开发,并浸入淡水中。紫色和橙色的点分别代表积极和负电荷的离子。在步骤1中,应用小电流以充电电池,将离子从电极中拉出并进入水中。步骤2,清除淡水并用海水代替。请注意,盐水中充电的离子的丰度要高得多。步骤3,电池从电池中抽取电力,从而耗尽其存储能量的电池。离子返回电极。步骤4,海水被排出并用河水代替,以重新开始。

图片来源:由斯坦福大学Yi Cui提供。(由Yi Cui开发的电池的初始状态,将两个电极浸入淡水中。紫色和橙色的点分别代表了积极和负电荷的离子。在步骤1中,施加一个小的电流来充电电池,拉动离子。从电极出来并进入水中。它存储的能量。离子返回电极。步骤4,海水被排放并用河水代替,以重新开始。