研究者が海水からエネルギーを採取できる膜を開発した後、新しい形態のシーパワーが間近に迫っています。
この技術は、濃度のバランスをとるために、水または溶質 (塩など) が半透膜を横切って移動する浸透プロセスに依存しています。
このプロセスが電力を生成できる主な方法は 2 つあります。水が膜を横切って移動すると、片側に圧力が発生し、エネルギーに変換できます。一方、荷電溶質粒子 (「イオン」) が膜を横切って移動する場合、イオンの移動を利用して電圧を生成できます。
これらの「浸透力」の方法は、排出量がゼロで、太陽光や風力エネルギーよりも変動が少ないため、淡水 (つまり、川) が海と出会う場所で使用できます。
しかし、1970 年代に最初に提案されたにもかかわらず、この技術は今のところその可能性に到達していません。主な困難は、腐食性の海水で効率的かつ長時間持続できる膜を開発することにあります。
現在、オーストラリアのディーキン大学と米国のミシガン大学の科学者が率いるチームは、両方の条件を満たす膜を開発しました。
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彼らは生物学からインスピレーションを得ました。私たちの体にある弾性組織である軟骨は、イオンを簡単に通過させます。一方、骨はイオンを通しませんが、強くて硬いです。
「私たちは、これら 2 種類の材料を「結合」して両方の特性を同時に得る方法を見つけました」と、ミシガン大学のニコラス コトフ教授は述べています。
研究者は、軟骨に似た柔軟な素材を提供する合成「アラミド」ナノファイバーを使用して膜を作成し、骨のように強い窒化ホウ素を重ねました。
この膜を使用して濃度の異なる 2 つの塩溶液を分離すると、塩の正電荷を帯びたナトリウム イオンは通過させましたが、負電荷を帯びた塩化物イオンをはじき、電流が発生しました。
膜は 200 時間後も機能しており、さまざまな条件に耐えることができました。
「当社の新しい複合膜は、摂氏 0 度から 95 度の範囲の温度と 2.8 から 10.8 の pH で高い安定性を備えています」と Deakin の Weiwei Lei 博士は述べています。
「これらは、これまでに知られている中で最高の性能を発揮する膜です」と Kotov 氏は付け加えます。
研究者は、両方の主要コンポーネントが安価であるため、彼らの技術はスケーラブルであると考えています.
