Energie uit zout water, de nieuwe energiebron?

Energie uit zout water
Energie uit zout water, de toekomst? Copyright Visionair.nl

Het klinkt allemaal verdacht veel als een perpetuum mobile, maar energie uit zout water, zoals zeewater, kan wel degelijk, blijkt uit een experiment.

Het meeste water op aarde is zoutwater. Het meeste is hier een understatement, 99% komt dichter in de buurt. Naar schatting is slechts 1% van alle water op aarde, zoetwater. Zouden we er in slagen om energie uit het zoute water te halen, dan hadden we de brandstof letterlijk voor het opscheppen. Dat is nu net precies wat, zo lijkt het, een aantal onderzoekers van het Institute of Scientific and Industrial Research (SANKEN) aan de Japanse Osaka Universiteit is gelukt.

Hoe werkt het systeem?

Het principe werkt als volgt. Met behulp van een speciaal, selectief membraan dat alleen positief geladen ionen doorlaat, hopen deze positief geladen ionen zich op. Daardoor ontstaat er een spanningsverschil tussen het zeewater en het zoete water. En dat spanningsverschil kan je gebruiken als bron van elektriciteit, als je die positief geladen ionen steeds afvoert.

Tsutsui en zijn collega’s maakten gebruik van een zeer dun, 20 nm, membraan van siliciumnitride (SiNx) dat was bevestigd op een plaat silicium.

De nanoporiën zijn 20 nm breed, de diameter van ongeveer 60 watermoleculen. Deze poriën worden op 1000 nm, 1 micrometer, afstand van elkaar geplaatst. In theorie kan je hiermee een ongelooflijke 100 kW per vierkante meter membraan bereiken. In de praktijk interfereren de poriën met elkaar, door je de optimale opbrengst per vierkante meter bereikt als de poriën ver uit elkaar staan. Ook dan bereik je toch nog een indrukwekkende 100 W per vierkante meter. niet gek voor energie uit zout water.

Opbrengst energie uit de zout water vergelijkbaar met een zonnepaneel

Om een indruk te geven, deze hoeveelheid energie uit zout water is niet veel minder dan een zonnepaneel. Dag en nacht, zomer en winter. Er is natuurlijk ook een nadeel aan deze methode. Namelijk, je hebt er veel zoetwater voor nodig. Waarschijnlijk zal de efficiëntie afnemen als de concentratie van ionen stijgt in het effluent. Maar voor landen met een overschot aan zoetwater, zoals Nederland, zal dit zeker in de winter, als er weinig zon is, een heel interessante energiebron zijn.

Bron:

Makusu Tsutsui et al, Sparse multi-nanopore osmotic power generators, Cell Reports Physical Science (2022). DOI: 10.1016/j.xcrp.2022.101065

Laat een reactie achter