Обратный электродиализ
Обратный электродиализ ( RED ) – это энергия градиента солености , получаемая из разницы концентраций соли в морской и речной воде . [1] Метод использования энергии, полученной в результате этого процесса, с помощью теплового двигателя был изобретен профессором Сидни Лебом в 1977 году в Университете Бен-Гуриона в Негеве. --Патент США US4171409
При обратном электродиализе раствор соли и пресную воду пропускают через стопку чередующихся катионообменных и анионообменных мембран. Разность химических потенциалов между соленой и пресной водой создает напряжение на каждой мембране, а общий потенциал системы представляет собой сумму разностей потенциалов на всех мембранах. Этот процесс работает за счет разницы в концентрации ионов, а не за счет электрического поля, что влияет на тип необходимой мембраны. [2]
В RED, как и в топливном элементе , элементы расположены друг над другом. Модуль мощностью 250 кВт имеет размеры транспортного контейнера.
В Нидерландах , например, более 3300 м. 3 пресная вода попадает в море в среднем в секунду. Мембрана вдвое уменьшает разницу давлений, в результате чего столб воды достигает примерно 135 метров. Следовательно, энергетический потенциал равен e= mgΔh =3,3*10. 6 кг/с*10 м/с 2 *135 метров примерно = 4,5*10 9 Джоуль в секунду, Мощность=4,5 гигаватта.
Разработка
[ редактировать ]
В 2006 году установка мощностью 50 кВт располагалась на прибрежном испытательном полигоне в Харлингене , Нидерланды. [3] основное внимание уделяется предотвращению биообрастания анода . , катода и мембран и повышению производительности мембран [4] [5] В 2007 году Управление общественных работ и управления водными ресурсами, Redstack и ENECO подписали декларацию о намерениях по созданию пилотной установки на реке Афслуитдейк в Нидерландах. [6] Электростанция была введена в эксплуатацию 26 ноября 2014 года и производит 50 кВт электроэнергии, чтобы продемонстрировать техническую осуществимость в реальных условиях с использованием пресной воды Эйсселмера и соленой воды из Ваттового моря. Теоретически с 1м 3 /с речной воды и такого же количества морской воды, примерно 1 МВт возобновляемой электроэнергии можно получить на этом месте за счет масштабирования станции. [7] Ожидается, что после этого этапа установка может быть дополнительно расширена до конечной мощности 200 МВт.
Основным недостатком производства электроэнергии обратным электродиализом являются высокие капитальные затраты . Ионообменные мембраны очень дороги, а мощность, вырабатываемая на площадь мембраны, очень мала. Как следствие, возврат инвестиций намного ниже, чем у других возобновляемых источников энергии, таких как ветер или солнечная энергия.
См. также
[ редактировать ]
- Осмотическая сила
- Фактор Ван 'т-Гоффа
- Осмос с замедлением давления (PRO)
- Реверсивный электродиализ (EDR)
- Обратный осмос
- Полупроницаемая мембрана
- Зеленая энергия
- Возобновляемая энергия
Ссылки
[ редактировать ]- ^ 1980 - энергетика методом обратного электродиализа
- ^ См. примечание 2. Архивировано 27 сентября 2008 г. на Wayback Machine.
- ^ Голубая энергия
- ^ «Стеки электродиализа по проверенной модели» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 24 июля 2011 г. Проверено 5 сентября 2008 г.
- ^ Фризская страна впервые в мире начала производить электроэнергию из пресной соленой воды.
- ^ Электричество из пресной и соленой воды.
- ^ «Король Голландии открывает первую в мире электростанцию RED, работающую на смешивании пресной соленой воды» . Голландский водный сектор. Архивировано из оригинала 16 апреля 2016 года . Проверено 4 апреля 2016 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Мокрый
- КОРАБЛЬ
- KEMA. Архивировано 14 марта 2007 г. в Wayback Machine.
- Голландская исследовательская база данных
- Осмотическая энергия (1995)
- Отчет ООН о солености
- Практический потенциал обратного электродиализа, Environ. наук. Технол., 29 июля 2009 г.
- Голландский план водоснабжения сделает зеленую энергию синей. Архивировано 24 декабря 2009 г. в Wayback Machine.
