Nový druh obnovitelné energie je tu: využívá míchání slané a sladké vody

Nový druh obnovitelné energie je tu: využívá míchání slané a sladké vody

12. srpna 2019

Vědcům se podařilo získat energii, která vzniká při mísení sladké a slané vody. Množství takto získané energie sice bylo jen malé, ale i tak budí naději, že lidstvo získá nový zdroj, který je výrazně stabilnější než slunce nebo vítr.

Autorem tohoto výzkumu je profesor Kristian Dubrawski ze slavné Stanfordské univerzity. Jeho studie zatím probíhala jen laboratorně: vytvořil prototyp baterie, kterou namáčel vždy hodinu do slané a potom do sladké vody. Aby se ujistili, že test je realistický, využil na to vodu z míst, kde se v Kalifornii reálně sladká a slaná voda mísí. 

Výsledky popsal v odborném časopise ACS Omega; vysvětlil v něm, jak ionty sodíku a chloru procházejí elektrodami baterie, když jí protéká slaná voda. Když ji potom nahradí voda sladká, ionty elektrody opustí, tím vzniká elektrický náboj.

Do celého procesu nebylo zapotřebí žádné vstupní energie, s výjimkou té, která sloužila na zvedání dvířek, jež umožňovala protékání různých druhů vody. Elektřina přitom vznikala celou dobu, největší množství jí bylo na začátku fáze průtoku slané vody.

Profesor Craig Criddle, který se na experimentu podílel, vidí tuto technologii jako příležitost udělat z čistíren vody u pobřeží elektrárny, jež by mohly poskytovat lidem čistou energii. Podle autorů výzkumu by mohly dodávat elektřinu především v době, kdy se celé oblasti země ocitají odříznuté od sítě - jak se to stávalo například během rozsáhlých kalifornských požárů vloni a letos.

Vědci už pracují na teoretických úvahách, kolik by takové baterie mohly dát světu energie, kdyby se umístily do ústí velkých řek. Jedna starší studie spočítala, jak obrovský tento potenciál je: odhadla ho na 2 Terrawatty. Není bohužel realistické, že by se dal plný potenciál využít. Nicméně pokud by se o tyto baterie doplnily jen čistírny vody, vzniklo by tak množství elektřiny dostatečné pro zásobování Argentiny.

Potenciál je vysoký

S perfektní účinností je možné produkovat 6500 Watthodin z metru krychlového sladké a slané vody. To znamená, že jeden malý bazén by mohl zásobovat elektřinou jeden průměrný americký dům - tedy asi dva domy evropské. Taková účinnost zatím není ale realistická; Dubrawského model dosáhl maximálně dvoutřetinové účinnosti, ale vědci přiznávají, že ve velkých rozměrech bude efektivita zřejmě ještě nižší. 

Mimořádného potenciálu vyrábění energie z mísení sladké a slané vody si už všimlo více vědeckých týmů, až doposud se ale pracovalo jen s drahými a exkluzivními technologiemi. 

Roku 2009 například vznikla v Norsku první experimentální “elektrárna”, která tímto způsobem energii vyrábí. Využívá k tomu ale nákladné osmotické membrány. Při výrobě osmotické energie se využívá rozdílu koncentrace mezi sladkou a slanou vodou. Jestliže se obě masy vody oddělí polopropustnou membránou, pak voda s nižší koncentrací putuje k vodě s vyšší koncentrací. Zvýšený tlak na slanou vodu může být prostřednictvím turbíny přeměněn na energii. 

Taková zařízení se ale berou jako technologicky velmi pokročilá a ani jejich autoři nevěří, že by mohla vyrábět energii komerčně v dalších desítkách let. Přístup vědců ze Stanfordské univerzity je přesně opačný: rádi by, aby se jejich technologie dostala do běžného provozu co nejdříve a věří, že to bude možné právě díky využití již existujících infrastruktur v čističkách vody. Dalším velkým plusem je, že všechny části baterie se dají vyrobit z levných a dostupných materiálů. “Naše baterie je velkým krokem vpřed ke stavu, kdy budeme zachycovat energii bez membrán,” uvedl profesor Dubrawski v tiskovém prohlášení.