Дослідники зі Стенфордського університету мають намір розширити «зелену» енергетику і попутно очистити стічні води перетворивши прибережні очисні споруди в електростанції.
Автори дослідження вважають, що стічні води мають величезний енергетичний потенціал. Коли вода з прибережних очисних споруд змішується з морською, виникає так званий градієнт солоності, а енергію, що при цьому виробляється, називають блакитною.
Стічні води містять у 20 разів менше солі, ніж морська вода, з якої вони змішуються. Якщо опустити безліч хімічних процесів, це означає, що кожен кубометр прісної води теоретично може дати 0,65 кВт·год енергії. Це невеликий обсяг, проте його досить, щоб забезпечити електроенергією прибережні очисні споруди, на які в США припадає до 3% від всієї споживаної енергії.
До сих пір всі спроби використовувати енергію іонів солі в шарах води, що чергуються, вимагали системи з безлічі мембран, а також зовнішнього джерела енергії. На сторінках видання Американського хімічного товариства ACS Omega вчені описали першу систему, яка складається всього з двох мембран і при цьому не споживають енергію, а віддають її.
В основі системи — так звана «батарея ентропійного змішування» (mixing entropy battery), її описували ще у 2011 році. Головне досягнення команди — простота конструкції, матеріалів, а також її величезна ефективність вже на нинішньому етапі концепції: вироблення енергії знаходиться в діапазоні від 89,5% (стічні води) до 97,6% (морська вода) теоретичної напруги, що генерується.
Процес закачування прісної води в батарею спочатку вивільняє іони натрію та хлору з електродів батареї в розчин, що направляє струм від одного електрода до іншого. А коли на її місце потрапляє солона вода, батарея заново «заряджається».
У стічних водах систему тестували недарма. Автори бачать в цьому дуже перспективне застосування, адже традиційні станції очищення не тільки складні, але і схильні до відключень. Проста та «умовно безкоштовна» система виробництва енергії в місці її споживання — ідеальна можливість створити ефективну систему очищення майбутнього. Стенфордські фахівці порахували, що якщо такі установки розмістити у всіх місцях зливу стічних вод, вони будуть генерувати близько 18 ГВт енергії.
Нагадаємо, що зовсім недавно арабські вчені та інженери розробили нове технологічне рішення застосування фотовольтаїки для знезараження води методом дистиляції. Вони створили сонячні панелі, які дадуть не тільки енергію, але й очистять воду.
