Осмос с замедленным давлением - Pressure-retarded osmosis

В водный потенциал между пресная вода (справа) и морская вода (слева) соответствует гидравлическая головка 270 метров

Осмос с замедленным давлением (PRO) - это метод отделения растворителя (например, пресная вода ) из более концентрированного раствора (например, морская вода ), а также под давлением. А полупроницаемая мембрана позволяет растворителю переходить в концентрированный раствор параллельно осмос.[1] Этот метод можно использовать для выработки энергии из градиент солености энергия, возникающая из-за разницы в концентрации солей в морской и речной воде. водный потенциал между пресная вода а морская вода соответствует давлению 26 бары. Это давление эквивалентно столбу воды (гидравлическая головка ) 270 метров высотой.[2]Однако оптимальное рабочее давление составляет только половину от этого, от 11 до 15 бар.[3]

История

Этот метод производства энергии был изобретен Проф. Сидни Лоеб в 1973 г. на Университет Бен-Гуриона в Негеве, Беэр-Шева, Израиль.[4]

В 2014 году исследователи подтвердили, что 95% теоретической выходной мощности системы PRO может быть произведено с мембраной, размер которой составляет половину (или меньше) необходимого для достижения 100% размера. Выход пропорционален солености. При опреснении образуется очень соленый рассол, тогда как очищенные городские сточные воды содержат относительно мало соли. Объединение этих потоков может дать энергию для питания обоих объектов. Однако для питания существующей станции очистки сточных вод путем смешивания очищенных сточных вод с морской водой может потребоваться мембрана площадью 2,5 миллиона квадратных метров.[5]

Чтобы удовлетворить эти требования к мембранам, ученые работают над рулонными мембранами. [6] это займет гораздо меньше места.

Тестирование

Первая в мире осмотическая установка мощностью 10 кВт была открыта Statkraft 24 ноября 2009 г. в г. Тофте, Норвегия.[7] В январе 2014 года Statcraft закрыла свой проект по осмосу. [8]

По оценкам, каждый год во всем мире может производиться 1600 ТВтч, а в год - 12 ТВт. Норвегия, достаточного для удовлетворения 10% общего спроса Норвегии на электроэнергию.[9]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Хелфер Фернанда, Лемкерт Чарльз, Анисимов Юрий Г (2014). «Осмотическая мощность с осмосом с замедленным давлением: теория, характеристики и тенденции - обзор». Журнал мембрановедения. 453: 337–358. Дои:10.1016 / j.memsci.2013.10.053. HDL:10072/61191.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  2. ^ Как это работает? В архиве 2009-11-28 на Wayback Machine - Statkraft
  3. ^ Осмоосивоймалан тоиминта[постоянная мертвая ссылка ] - Текникка и Талус (на финском)
  4. ^ Заявка на патент Израиля 42658. (3 июля 1973 г.) Патент США 3906250. (Ошибочно показывает приоритет Израиля как 1974 г., а не 1973 г.).
  5. ^ [1]
  6. ^ "Новый вид энергии из соленой воды" Wall St. Journal, 29–31 августа 2014 г. [2]
  7. ^ Войцех Москва (24 ноября 2009 г.). «Открывается первая в мире осмотическая электростанция». Рейтер. Получено 2014-08-23.
  8. ^ «Является ли PRO экономически целесообразным? Не согласно Statkraft | ForwardOsmosisTech».
  9. ^ Statkraft построит первую в мире осмотическую электростанцию В архиве 2008-09-15 на Wayback Machine

дальнейшее чтение

  • Loeb S .; Норман Р. С. (1975). «Осмотические электростанции». Наука. 189 (4203): 654–655. Bibcode:1975Научный ... 189..654L. Дои:10.1126 / science.189.4203.654. PMID  17838753.
  • Лоеб С. (1998). «Производство энергии в Мертвом море с помощью осмоса с замедленным давлением: вызов или химера?». Опреснение. 120 (3): 247–262. Дои:10.1016 / S0011-9164 (98) 00222-7.
  • Норман Р. С. (1974). «Засоление воды: источник энергии». Наука. 186 (4161): 350–2. Bibcode:1974Наука ... 186..350N. Дои:10.1126 / science.186.4161.350. PMID  17839865.
  • Cath T. Y .; Чайлдресс А. Э .; Элимелех М. (2006). «Прямой осмос: принципы, применение и последние разработки (Рассмотрение)". Журнал мембрановедения. 281 (1–2): 70–87. Дои:10.1016 / j.memsci.2006.05.048.
  • Лоеб С. (1988). "Комментарии о пригодности мембран обратного осмоса для рекуперации энергии подводными осмотическими электростанциями. Опреснение (Рассмотрение)". Журнал мембрановедения. 68: 75–76. Дои:10.1016/0011-9164(88)80044-4.
  • Лоеб С. (2002). «Крупномасштабное производство электроэнергии методом замедленного осмоса с использованием речной воды и морской воды, проходящей через спиральные модули опреснения (Рассмотрение)". Журнал мембрановедения. 143 (2): 115–122. Дои:10.1016 / S0011-9164 (02) 00233-3.
  • Achilli A .; Cath T. Y .; Чайлдресс А. Э. (2009). «Производство электроэнергии с помощью осмоса с запаздыванием под давлением: экспериментальное и теоретическое исследование». Журнал мембрановедения. 343 (1–2): 42–52. Дои:10.1016 / j.memsci.2009.07.006.