盐的力量

bt365手机的研究从河水和海水的会议研究了发电。



那里的河流与大海,还有就是利用可再生能源的显著量的潜力,根据球队在bt365手机机械工程师。

的研究人员评估发电称为压力延迟渗透(PRO)的一种新兴方法,其中不同的盐度两个流混合以产生能量。原则上,一个亲系统会采取在河水和海水上的半透膜的任一侧。通过渗透,从咸少流的水将所述膜跨越到加压前的咸侧,创建可以通过涡轮机被发送到回收能量的流动。

MIT的研究小组已经开发了一个模型来评估性能和大亲系统的最佳尺寸。在一般情况下,研究人员发现,大的系统的隔膜,可以产生更多的权力 - 但只到一个点。有趣的是,可以仅使用一半或更少的最大的膜面积来产生一个系统的最大输出功率的95%。

莱昂纳多banchik,一名研究生在机械工程的bt365手机的部门说,减少发电所需要的膜的大小会反过来,低得多建立一个亲工厂的前期成本。

“人们一直在试图找出这些系统是否会在河流和大海之间的交集可行的,” banchik说。 “如果您发现该膜面积超出该有收益迅速递减,你可以节省资金。”

banchik和他的同事们也能够估计所产生的电力的最大量,给定两个流的盐浓度:,可以产生盐度更大的比率更多的功率。例如,他们发现,盐水洗涤,脱盐的副产物,和处理后的废水的混合可以尽可能多的功率为海水和河水的组合产生的两倍。

根据他的计算,banchik说,亲系统可能通过将海水并将其与经过处理的废水组合以产生可再生能源电力滨海污水处理厂。

“这里在波士顿港,在鹿岛污水处理厂,其中废水与大海......亲理论上可以提供所有治疗所需要的能量,” banchik说。

他和约翰·林哈德,水和食物的阿卜杜勒·拉蒂夫·贾米尔教授在bt365手机,与沙特阿拉伯石油和矿产的法赫德国王大学的穆斯塔法sharqawy一起,报告其结果在 膜科学杂志。

发现在自然界平衡

团队基于它的模型,其中一个大的半渗透膜分割为长矩形箱的简化亲系统上。罐的一侧发生在加压咸海水,而另一侧取入河流水或废水。通过渗透,膜让水通过,但不加盐。作为结果,淡水通过膜拉伸以平衡咸侧。

“自然要找到这两个流之间的平衡,” banchik解释。

作为淡水进入咸端,它同时增加在膜的咸侧的流的流率变为加压。该加压混合物离开水箱,和涡轮机从该流中回收能量。  

banchik说,虽然其他人模仿亲系统的发电潜力,这些模型大多是有效的,纳入“优惠券规模的”膜实验室规模的系统。这样的模型假定输入数据流的盐度和流动是沿着膜恒定。给定这样的稳定​​条件下,这些模型预测的线性关系:越大膜,产生的更多的功率。

但在流经大如电厂的系统,banchik说,流盐度和流量自然会改变。考虑到这种变化,他和他的同事开发了基于与热交换器进行类比的模型。

“就像你的车交流散热器的空气和冷却剂,此系统交换质量,或水的热,跨膜,” banchik说。 “有一个在用于上浆热交换器文学的方法,我们从这个想法借来的。”

研究者用,他们可以分析各种用于膜大小,渗透性和流量值的模式上来。与此模型,他们观察到对大型系统功率和膜大小之间的非线性关系。代替,作为一个膜的面积增加,功率产生增大到一个点,在此之后它逐渐水平关闭。而系统可以能够在一定的膜尺寸以产生的最大功率量,也有可能产生具有膜的一半大的功率的95%。

不过,如果亲系统是供电给波士顿的鹿岛处理厂,一个厂的膜的大小将是巨大的 - 至少为2.5万平方米,其中banchik笔记是最大的操作反渗透装置的世界膜面积。

“尽管这看起来很多,聪明人都在盘算着如何收拾了很多膜成小体积,” banchik说。 “例如,一些配置是螺旋缠绕的,与平片卷起像围绕中心管纸巾。它仍然是一个活跃的研究领域,以找出模块将是什么样子。”

“说我们是在真的可以使用淡化海水,像加利福尼亚州,这是通过一个可怕的旱灾会的地方,” banchik补充道。 “他们正在建立一个海水淡化厂,将在海边坐右边,这将需要在海水中,让加州水喝。它还会产生咸盐水,您可以与废水混合来产生电力。需要更多的研究工作要做,以看它是否能够在经济上可行,但科学的声音。”

这项工作是通过中央清洁水和清洁能源的石油和矿产的法赫德国王大学和美国国家科学基金会的资助。