當(dāng)河水遇見(jiàn)海水，就有可能產(chǎn)生可再生能源，這種能源被稱為“海水鹽差能”。近日，麻省理工學(xué)院研究者發(fā)現(xiàn)，通過(guò)“壓力延緩滲透”技術(shù)，可使沿海缺水地區(qū)實(shí)現(xiàn)“兩全其美”，即擁抱淡水之際，又獲得能源。
當(dāng)海水淡化遇上污水處理或“解渴”沿海缺水地區(qū)
眾所周知，液體具有滲透性，低濃度液體會(huì)自然地向高濃度液體滲透。“壓力延緩滲透”(PRO)技術(shù)正是利用了海水和淡水的鹽度差，使得淡水通過(guò)半滲透膜稀釋另一側(cè)的海水，從而產(chǎn)生壓力驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。有科學(xué)家認(rèn)為，如果PRO發(fā)電站能利用全球1/10匯入大海的河水發(fā)電，就可以滿足5.2億人的用電需求。
不過(guò)，PRO系統(tǒng)造價(jià)高昂，尤其是其中使用的半滲透膜成本較高。一般認(rèn)為，半滲透膜越大，系統(tǒng)發(fā)電量越多。
但是，美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)的研究人員及其合作者最近推翻了這一判斷。他們建立了一種新的模型來(lái)評(píng)價(jià)大型PRO系統(tǒng)的性能和最優(yōu)膜尺寸，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)PRO系統(tǒng)達(dá)到一定規(guī)模之后，發(fā)電量和膜的大小不再成線性正比關(guān)系，而是有一定的上限。有趣的是，只需要用不到一半大小的膜就能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最大發(fā)電量的95%。
同時(shí)，研究人員還通過(guò)河水和海水的鹽度來(lái)測(cè)算系統(tǒng)的最大發(fā)電量。MIT機(jī)械工程系研究生Banchik表示，通過(guò)這種方法來(lái)確定合適的膜尺寸，可以大大降低建造PRO系統(tǒng)的前期成本。
此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)了一種廢物利用的方法：利用PRO系統(tǒng)混合海水淡化的副產(chǎn)品——鹵水和廢水處理的副產(chǎn)品——廢水，發(fā)電量是自然混合海水和河水的兩倍。
他們因此產(chǎn)生了一個(gè)想法：在沿海的廢水處理廠使用PRO系統(tǒng)供電，通過(guò)使用海水和處理過(guò)的廢水來(lái)發(fā)電。據(jù)估算，理論上說(shuō)，PRO系統(tǒng)可以為波士頓港口的鹿島污水處理廠完全供電。鹿島污水處理廠是全球第二大污水處理廠，建設(shè)投資超過(guò)38億美元。
Banchik建議沿海的缺水地區(qū)，如美國(guó)加州等使用這種兩全其美的方法，既獲得淡水，又獲得能源。
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