Tækni

Blá orka getur komið í stað kjarnorku

Ný himna vinnur hreina orku með því að nýta muninn á saltinnihaldi sjávar og afrennsli fljóta. Á heimsvísu samsvara möguleikarnir þúsundum kjarnorkuvera.

BIRT: 05/05/2023

Verkfræðingar hjá Rutgersháskóla í BNA hafa nú rutt brautina að svonefndri blárri orku sem vinna má þar sem fljót renna út í sjó.

 

Vinnslan felst í því að jákvæðar natríumjónir í saltvatni sleppa í gegnum himnu yfir í ferskvatn en himnan stöðvar hins vegar neikvætt hlaðnar klórjónir.

 

Við þetta myndast spennumunur sem hægt er að nýta með rafóðum sem tengdar eru í tvo vatnsgeyma.

 

Svona myndast blá orka:

Saltvatn er fullt af rafspennu

Salt sem er uppleyst í vatni er þar í formi jákvæðra natríumjóna og neikvæðra klórjóna.

Jákvæðar jónir fara gegnum nanórör

Í himnunni er mikið af nanórörum úr bórnítríti sem aðeins hleypa jákvæðum jónum í gegn.

Spennumunur  milli hólfanna vex

Eftir því sem fleiri jónir komast í ferskvatnið vex spennumunur milli tveggja hólfa í tankinum.

Orkuver vinna rafstrauminn

Spennumunurinn veldur því að straumur rafeinda ferðast um rafóður og leiðslur úr saltvatni í ferskt. Þessi straumur er nýttur í orkuveri sem skilar straumnum út á háspennunetið.

Saltvatn er fullt af rafspennu

Salt sem er uppleyst í vatni er þar í formi jákvæðra natríumjóna og neikvæðra klórjóna.

Jákvæðar jónir fara gegnum nanórör

Í himnunni er mikið af nanórörum úr bórnítríti sem aðeins hleypa jákvæðum jónum í gegn.

Spennumunur  milli hólfanna vex

Eftir því sem fleiri jónir komast í ferskvatnið vex spennumunur milli tveggja hólfa í tankinum.

Orkuver vinna rafstrauminn

Spennumunurinn veldur því að straumur rafeinda ferðast um rafóður og leiðslur úr saltvatni í ferskt. Þessi straumur er nýttur í orkuveri sem skilar straumnum út á háspennunetið.

Áður höfðu vísindmennirnir gert himnur með nanórörum úr bórnítríti þar sem jónir komust í gegn en afkastagetan reyndist ekki næg.

 

Vandinn felst í því að raða nanórörunum nógu þétt og alveg hornrétt á himnuna til að nægilega margar jónir sleppi í gegn.

 

Þetta hefur bandarísku verkfræðingunum nú tekist. Hugmynd þeirra byggðist á því að nota segulsvið til að hafa stjórn á nanórörunum þannig að þau setji sig rétt í þá pólýmerafilmu sem myndar himnuna.

 

Fyrst voru nanórörin húðuð með jákvæðri hleðslu og síðan böðuð upp úr upplausn með járnoxíðeindum.

 

Eftir þetta var unnt að stýra stefnu nanóröranna af fyllstu nákvæmni í pólýmeramassanum og þegar hann hafði storknað höfðu vísindanmennirnir í höndunum 6,5 míkrómetra þykka himnu með 10 milljónum nanóröra í hverjum fersentimetra.

Árlega streyma 37 rúmkílómetrar af ferskvatni út í höfin. Þar sem ferskt og salt vatn mætast má vinna hina bláu orku, t.d. hér við Gíneu-Bissau í Vestur-Afríku.

Í þeim prófunum sem á eftir fylgdu, kom í ljós að himnan framleiddi fjórum sinnum meira rafmagn en eldri himnur og afköstin má trúlega bæta enn meira, þar eð einungis 2% af nanórörunum voru opin í báða enda.

 

Nú hyggjast vísindamennirnir finna leiðir til að æta báðar hliðar á himnunni þannig að fleiri rör opnist.

 

Möguleikar hinnar bláu orku eru gríðarmiklir. Ef hægt væri að vinna orku úr allri blöndun fljótavatns og sjávar yrðu afköstin 2,6 teravött af blárri orku sem samsvarar raforkurframleiðslu um 2.000 kjarnorkuvera.

LESTU EINNIG

HÖFUNDUR: Jens Matthiesen

Imageselect,© Shutterstock

Náttúran

Hvernig veit fræ að það eigi að spíra? 

Maðurinn

Með skönnun má spá fyrir um þunglyndi

Maðurinn

Með skönnun má spá fyrir um þunglyndi

Lifandi Saga

Robert the Bruce var hinn sanni Braveheart Skotanna

Lifandi Saga

Robert the Bruce var hinn sanni Braveheart Skotanna

Náttúran

Að klóna risaeðlur: Er hægt að vekja risaeðlur til lífsins?

Maðurinn

Sársauki – Hvað er sársauki?

Alheimurinn

Hvað er andefni?

NÝJASTA NÝTT

Læknisfræði

Soðnir kettir læknuðu nánast allt á miðöldum

Tækni

Eru eineggja tvíburar erfðafræðilega eins?

Alheimurinn

Mistök geta verið banvæn fyrir geimfara 

Náttúran

Kisulóra er villiköttur

Lifandi Saga

Greitt fyrir Pepsi-Cola með sovéskum kafbátum

Heilsa

10 matvæli með meira C-vítamín en appelsínur

Maðurinn

Þráhyggja tekur heilann í gíslingu

Saga

Af hverju ráða Bandaríkin yfir Guantanamo?

Maðurinn

Af hverju sjá sumir drauga en aðrir ekki?

Náttúran

Hvaða rándýr étur flest fólk?

Læknisfræði

Soðnir kettir læknuðu nánast allt á miðöldum

Tækni

Eru eineggja tvíburar erfðafræðilega eins?

Alheimurinn

Mistök geta verið banvæn fyrir geimfara 

Náttúran

Kisulóra er villiköttur

Lifandi Saga

Greitt fyrir Pepsi-Cola með sovéskum kafbátum

Heilsa

10 matvæli með meira C-vítamín en appelsínur

Maðurinn

Þráhyggja tekur heilann í gíslingu

Saga

Af hverju ráða Bandaríkin yfir Guantanamo?

Maðurinn

Af hverju sjá sumir drauga en aðrir ekki?

Náttúran

Hvaða rándýr étur flest fólk?

Fáðu aðgang að vÍSINDI.IS

Ókeypis í 2 vikur!

 

Eftir það kostar eingöngu 1.390 kr. á mánuði og enginn uppsagnarfrestur.

 

Innifalið er aðgangur að öllum greinum á vefnum ásamt rafræna útgáfu af nýjustu tölublöðunum.

  • Fullur aðgangur að visindi.is
  • Frábærar myndir og myndbönd
  • Aðgengilegt í öllum snjalltækjum
  • Fullur aðgangur að gríðarlegu magni eldri greina
  • Nýjustu tölublöðin í rafrænu formi

Maðurinn

Heilann þyrstir í fitu

Maðurinn

Heilann þyrstir í fitu

Maðurinn

Er það skaðlegt að plokka nefhárin?

Maðurinn

Er það skaðlegt að plokka nefhárin?

Lifandi Saga

Hve lengi höfum við fengið sumarfrí?

Jörðin

Vísindamenn greina vaxtarverki: Fæðuhringur eldfjallsins

Maðurinn

Ást er eintóm efnafræði

Náttúran

Hjarta steypireyðar slær bara tvisvar á mínútu

Vinsælast

1

Heilsa

Breytingarnar á líkamsþyngd geta leitt í ljós hættu á heilabilun

2

Maðurinn

Þess vegna tekur ástarsorg svona mikið á okkur

3

Náttúran

8 uppfinningar sem þú getur þakkað Einstein fyrir

4

Heilsa

Er flotsaur til marks um góða heilsu?

5

Maðurinn

Sársauki – Hvað er sársauki?

6

Tækni

Eru eineggja tvíburar erfðafræðilega eins?

1

Heilsa

Breytingarnar á líkamsþyngd geta leitt í ljós hættu á heilabilun

2

Náttúran

8 uppfinningar sem þú getur þakkað Einstein fyrir

3

Heilsa

Er flotsaur til marks um góða heilsu?

4

Tækni

Eru eineggja tvíburar erfðafræðilega eins?

5

Náttúran

Hvaða rándýr étur flest fólk?

6

Náttúran

Að klóna risaeðlur: Er hægt að vekja risaeðlur til lífsins?

Maðurinn

Einvígið: Er rafmagnstannbursti betri en venjulegur?

Maðurinn

Getur dáleiðslan komið í stað fyrir lyf? 

Maðurinn

Hvaða blóðflokkur er sjaldgæfastur?

Lifandi Saga

Gestapo: Leynilögregla Hitlers olli skelfingu í Evrópu

Náttúran

Loftslagsfyrirbrigði gæti aukið bráðnun í norðri

Maðurinn

Mjúki maðurinn gengur í arf

Maðurinn

Nátthrafnar deyja fyrr en morgunhanar. En ástæðan kemur á óvart.

Alheimurinn

NASA: 50 metra stór loftsteinn getur skollið á jörðina árið 2046

Heilsa

Kynin bregðast ekki eins við yfirvofandi áfalli

Maðurinn

Í fyrsta sinn: Vísindamenn leiða í ljós hvað gerist í heilanum þegar við deyjum

Lifandi Saga

Erfingi Napóleóns myrtur af Súlúmönnum

Menning og saga

Svona myndi kjarnorkustríð hafa áhrif á heiminn

Soðnir kettir læknuðu nánast allt á miðöldum

John frá Gaddesden gaf út viðamikið læknisfræðirit á 14. öld sem læknar í Englandi gátu stuðst við. Í lækningaskyni mælti hann m.a. með soðnum innyflum katta.

Læknisfræði

ÁSKRIFT AÐ VÍSINDI.IS

Prófaðu í 14 daga ókeypis!

  • Fullur aðgangur að vefnum okkar með tæplega 3000 skemmtilegum og spennandi greinum um allt milli himins og jarðar á sviði vísinda og sögu.
  • Lifandi vísindi/Lifandi saga í rafrænni útgáfu á vefnum,
  • Aðeins 1.690 krónur á mánuði.
  • Engin skuldbinding – Þú getur hætt hvenær sem er.

ÁSKRIFT AÐ TÍMARITINU

Þrjú tölublöð + gjöf: Skemmtilegur sjónauki
  • Þrjú næstu tölublöð Lifandi vísinda/Lifandi sögu – sent heim til þín – eins færðu lítinn og vandaðan sjónauka að gjöf.
  • Fullur aðgangur að vefnum okkar – visindi.is – með tæplega 3000 skemmtilegum og spennandi greinum um allt milli himins og jarðar á sviði vísinda og sögu.
  • Spennandi greinar og flottar myndir sem svala forvitni þinni.
  • Þú getur hætt eftir tilboðið en ef þú heldur áfram skuldbindur þú þig aðeins þrjú tölublöð í einu og þú getur sagt upp hvenær sem sem og klárar þá tímabilið sem er hafið.
  • Venjuleg áskrift – þrjú tölublöð – kostar aðeins 7.590 kr

Sjónauki og þriggja blaða áskrift – Alls 3.800 kr.

Lifandi vísindi

Lyf

Lifandi saga

Search

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.

Innskráning

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.

Viltu lesa greinina?

Fáðu aðgang að visindi.is

Ókeypis í 2 vikur!

Eftir það kostar eingöngu 1.390 kr. á mánuði og enginn uppsagnarfrestur.

Innifalið er aðgangur að öllum greinum á vefnum ásamt rafræna útgáfu af nýjustu tölublöðunum.

  • Fullur aðgangur að visindi.is
  • Frábærar myndir og myndbönd
  • Aðgengilegt í öllum snjalltækjum
  • Fullur aðgangur að gríðarlegu magni eldri greina
  • Nýjustu tölublöðin í rafrænu formi

Núverandi áskrifendur að tímaritinu fá að sjálfsögðu ókeypis aðgang að vefnum og þurfa bara að virkja aðgang sinn hér.

Ef þú ert þegar áskrifandi að visindi.is