中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：當(dāng)海水和淡水在河流入海口處混合，可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并用來發(fā)電。這算不算是未來最具開發(fā)潛力的綠色能源呢？在我們居住的這顆藍(lán)色星球上，如果找到有效的利用方式，充足的“藍(lán)色能源”將滿足我們的所有需求。
藍(lán)色能源概念最早于1954年由英國工程師帕特爾首次提出，也被稱為“滲透能源”，因?yàn)樵谒l(fā)生的化學(xué)反應(yīng)中利用了滲透現(xiàn)象。
簡單描述其工作原理，可以用不同濃度的鹽溶質(zhì)分別制作兩瓶水溶液。如果兩瓶溶液間存在一層極薄的可以讓誰通過但無法讓鹽離子通過的“半透膜”，那么水自然會(huì)從淡的一側(cè)流向咸的一側(cè)。而水流通薄膜時(shí)產(chǎn)生的壓力，可以用來推動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電。
一直到1970年前后，當(dāng)制作半透膜的人工材料變得商業(yè)化后，帕特爾的想法才付諸于實(shí)踐。。一位名叫西德尼·勒布的科學(xué)家建議，可以使用“滲透動(dòng)力裝置”，并提出了最初的想法，利用約旦河和死海的咸水混合發(fā)電。
這種動(dòng)力裝置的工作效果實(shí)際并不是經(jīng)過薄膜的流速越大越好，而是當(dāng)速度稍微放緩，因?yàn)橥ㄟ^擠壓鹽水壓力會(huì)阻礙大量淡水從薄膜另一側(cè)流入。這項(xiàng)技術(shù)也被稱為“壓力阻尼滲透”。
首個(gè)使用壓力阻尼滲透的藍(lán)色發(fā)電站于2009年由挪威國家電力公司在挪威的托夫特創(chuàng)建，其發(fā)電能力達(dá)到4千瓦，相比小型核電站5000千瓦的發(fā)電能力顯得小很多。此外，挪威國電發(fā)現(xiàn)這種模式不夠劃算，設(shè)備無法制造出足夠的電力以抵消建造、運(yùn)行和維護(hù)的成本。2013年，挪威國電關(guān)掉了該發(fā)電站。
盡管如此，商業(yè)開發(fā)者們并沒有打消念頭。在位于萊瓦頓的荷蘭水資源研究所可持續(xù)用水技術(shù)中心， REDstack公司開始在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電站內(nèi)利用反向電滲析不同的滲透能來發(fā)電。這種方法允許鹽離子而非水分子通過的薄膜。
在反應(yīng)過程中，使用了兩種類型的薄膜：一種允許帶正電的鈉離子通過；另一種允許帶負(fù)電的氯離子通過。這些薄膜形成類似三明治的多層水，其中鹽水層替換為淡水層，兩種類型的離子運(yùn)輸薄膜交替排列。這種排布方式可以直接產(chǎn)生電壓，無需再使用渦輪機(jī)來發(fā)電。理論上這種方法可以非常有效率地捕捉混合過程的釋放的電流。
可持續(xù)用水技術(shù)中心的科學(xué)家們還研究出另一種電容混合方法。當(dāng)鹽水和淡水交替注入放有兩個(gè)作為電能儲(chǔ)存裝置（或者電容）的電極室內(nèi)。整個(gè)過程便可以提高電壓。
自2010年以來，頗具實(shí)力的歐洲財(cái)團(tuán)一直在進(jìn)行著電容混合技術(shù)的探索。由荷蘭烏特勒支大學(xué)物理學(xué)家雷納·范·羅伊帶領(lǐng)研究小組發(fā)現(xiàn)，如果混合了淡水的鹽水被加熱到50攝氏度左右，藍(lán)色能源電容混合設(shè)備的能源輸出可能會(huì)加倍。
值得注意的是，該過程不需要燃燒化石燃料來加熱，可以簡單地使用工業(yè)過程中被加熱過的廢水。例如，來自電廠或者數(shù)據(jù)中心（保護(hù)計(jì)算機(jī)防止過熱）的冷卻水。西班牙格拉納達(dá)大學(xué)的研究小組通過實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了該理論。
滲透作用在任何濃度差的可溶物質(zhì)中普遍有效，所以“藍(lán)色能源”不僅僅限于淡水和鹽水的混合。2013年，來自可持續(xù)用水技術(shù)中心的研究小組提出，可以用從化石燃料發(fā)電廠獲得的溶化的二氧化碳?xì)怏w發(fā)電。二氧化碳易溶于水，生成碳酸，之后分解成碳酸氫鹽和氫離子。這些可以在電容混合過程中實(shí)現(xiàn)電極間的排列整理，跟普通的鹽離子相同。正如電容混合方法需要用鹽水和淡水交替沖洗一樣，這個(gè)新方法必須先用二氧化碳水（相當(dāng)于鹽水），之后再用干凈的空氣（相當(dāng)于淡水）交互沖洗。
科學(xué)家表示，在世界范圍內(nèi)，化石燃料發(fā)電廠排出的煙道氣體含有每年大約能制造850太瓦時(shí)電力的二氧化碳，這幾乎是英國年度用電量的百倍。這是一個(gè)驚人的顛覆性想法：二氧化碳通常是問題的一部分，但就能源產(chǎn)生過程而言，如今它成了解決方案的一部分。
（來源：BBC網(wǎng)站，文章有刪節(jié)、標(biāo)題有改動(dòng)）
