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“蓝色能源”将能让废水处理厂实现能源自给自足

www.omundoreal.com2019-08-12

据国外媒体报道,沿海污水处理厂可能是处理城市污水的一种肮脏但必要的方式,但斯坦福大学的一项新研究表明,它们也可以用作发电厂,使其独立于能源和碳中性。研究人员表示,通过将核电厂的淡水与海水混合,他们可以在全球范围内回收180亿瓦的电力。

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数据地图

当淡水和海水混合时,产生所谓的盐度梯度。对于从污水处理厂排放的污水,盐含量是与其混合的海水的盐含量的20倍,这意味着每立方米的淡水理论上可以产生0.65kW /小时的能量。

根据由土木和环境工程博士后研究员克里斯蒂安杜布拉斯基(Kristian Dubrawski)领导的斯坦福大学研究小组的研究数据并不多,这种“蓝色能源”可能在当地污水处理厂中具有重要的应用价值。

当这些工厂位于沿海地区时,它们将在处理后继续将淡水排入海中,但这些工厂以能源密集的方式运行,仅在美国仅占电力输出的3%。此外,污水处理厂需要全天候运行,因此电力短缺可能会产生严重后果。

事实上,使用盐度梯度产生“蓝色能量”的想法并不新鲜,但斯坦福大学的研究团队表示,这是第一种不依赖于压力或渗透等因素的方法。相反,它将淡水和海水引入由普鲁士蓝和聚吡咯制成的电极清洗电池中。因此,当它们交换钠离子和氯离子时,产生电流。当海水进入时,反应在一个方向上进行,电流也在一个方向上移动,并且淡水被反转。该系统可以在没有能量输入的情况下继续工作

斯坦福研究小组表示,电极相对较强,部分原因是表面涂有磺基琥珀酸,并且没有活动部件。在测试中,在低功率输出后,加利福尼亚州半月湾附近的Palo Alto水质控制工厂的原型通过了180个循环,同时保持了97%的效率。如果可以通过使用多个电池来扩大规模,那么沿海污水处理厂可以自给自足,剩余的电力可以进入电网或用于海水淡化。

Dubrawski说,因为这是一个复杂的解决方案,它需要大量的测试。

相关研究报告已发表在《ACS Omega》上。

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