Устья рек, которые впадают в моря и океаны имеют огромный потенциал и в состоянии вырабатывать количество энергии, сравнимое с суммарным количеством энергии, вырабатываемым стандартными электростанциями. Но загвоздка в том, что системы, работа которых основана на различной степени солености морской и речной воды, не дают в настоящее время высокий КПД. К примеру, сооруженная в Норвегии полтора года назад первая осмолитическая станция, используется лишь как площадка для опытов, которые помогут усовершенствовать технологии в данной сфере.
Ученые из Стенфордского университета уверены, что для выхода на качественно новый уровень необходимо отказаться от попыток использовать осмос и прибегнуть к другим методам. Они предлагают использовать в качестве основы для генератора два электрода, первый из которых будет притягивать отрицательные ионы хлора, а второй – положительные ионы натрия.
Процесс запускается с момента, когда между пластинами проходит пресная вода. Под воздействием небольшого напряжения можно добиться перехода ионов электрода в воду.
Второй этап начинается, когда происходит замена пресной воды на морскую, в которой значительно выше концентрация соли. Благодаря этому происходит быстрое насыщение электродов ионами, создается разница потенциалов и генерируется электрический ток.
После насыщения ионами электроды прекращают отдачу энергии, выработанная морская вода удаляется из системы и на ее место снова запускается пресная. Под воздействием небольшого напряжения электроды снова освобождаются от ионов, чтобы была возможность замкнуть круг.
По информации Technology Review, таким способом ученым из Стенфорда удалось извлечь 74% потенциальной энергии, которая находится на «стыке» двух видов воды: пресной и морской. При этом, устройство работает с постоянной производительностью, без ее снижения, даже по окончании 100 циклов. К тому же если разместить электроды ближе друг к другу можно будет, по мнению разработчиков, повысить эффективность до 85%.
Чтобы извлекать энергию из воды новым методом в роли положительного электрода ученые использовали наностержни, изготовленные из диоксида марганца. Они имеют достаточно большую площадь поверхности и в состоянии быстро принимать и отдавать ионы натрия в ходе процесса.
Чтобы связать отрицательные ионы хлора, ученые применили серебряный электрод, но данный материал имеет свои недостатки. Во-первых, серебро имеет достаточно высокую стоимость, что препятствует возможности масштабирования системы. Во-вторых, серебро попадает в воду, а в больших объемах этот материал токсичен. Поэтому авторы проекта планируют найти ему достойную замену.
Для проведения экспериментального запуска системы ученые использовали воду Тихого океана и озера Доннер (Donner), расположенного высоко в горах. Но авторы утверждают, что в системе можно использовать ливневые и сточные воды как источник пресной воды.