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

Bakteríur örva ilminn af sumarregni

Tækni

Sólarsellur flytja út í geim 

Heilsa

Algengt meðferðarúrræði fyrir konur á breytingaskeiði er talið hafa í för með sér alvarlegar aukaverkanir

Maðurinn

Er skaðlegt að halda sér vakandi alla nóttina?

Heilsa

Yfirsýn: Svona bjargar blóðið þér

Maðurinn

Hvað eru svífandi blettir fyrir augum?

Náttúran

Hvaðan koma bananaflugur?

Tækni

Vísindamenn: Þessi umhverfistækni fangar 10 sinnum meiri CO2 en sjálf náttúran

Heilsa

Fimm atriði sem skipta máli fyrir þá sem vilja lifa lengur

Læknisfræði

Af hverju stafar glútenóþol?

Maðurinn

Heilinn gefur frá sér meira ástarhormón þegar við eldumst

Lifandi Saga

Alexander mikli fæddist til að ná árangri

ÁSKRIFT AÐ VÍSINDI.IS

Prófaðu í 14 daga ókeypis!

  • Fullur aðgangur að vefnum okkar með rúmlega 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 1.790 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 1.790 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