Ny hybridteknologi giver bedre saltkraft

Illustrationen viser, hvordan et saltkraftværk, der bruger osmotisk tryk, fungerer. Saltet i havvandet tiltrækker ferskvandet, der øger trykket i saltvandskammeret. Det tryk kan overføres til en turbine. Grafik: Statkraft Illustration: Statkraft

Når saltvand og ferskvand mødes, skaber det en energiudladning, der kan bruges til at lave elektricitet.

Det kaldes saltkraft og blev her på ing.dk udnævnt til ‘Årets danske ingeniørbedrift’ sidste år i forbindelse med det testkraftværk i Sønderborg, som blandt andet er etableret af Danfoss.

Læs også: Saltkraft kåret som årets danske ingeniørbedrift

Nu har et hold forskere fra Penn State University i Pennsylvania dog udviklet en ny metode, der løser nogle af de hidtidige udfordringer.

Osmose er for følsomt

Indtil videre har man som regel brugt en af tre forskellige metoder: osmotisk tryk, omvendt elektrodialyse og kapacitiv sammenblanding.

Osmose er den mest udbredte metode og bliver også benyttet i det forsøgskraftværk, som er blevet etableret i Sønderborg.

»Osmotisk tryk er så langt den bedste teknologi i forhold til, hvor meget energi man får ud af det,« forklarer Christopher Gorski, adjunkt i Environment Engineering på Penn State University, ifølge en pressemeddelelse.

Læs også: Se, hvordan saltvand kan levere strøm til geotermianlæg

»Men det store problem med osmotisk tryk er, at membranerne, som vandet transporteres igennem, bliver forringet på den måde, at der vokser bakterier på dem eller partikler sætter sig på overfladen, så vandet ikke længere kan trænge igennem,« uddyber han i pressemeddelelsen.

Det skyldes, at hullerne i membranen er så små, at de nemt kan blive stoppet. Samtidig fungerer systemet heller ikke i områder, hvor vandet er meget salt.

RED og CapMix har derimod det fælles problem, at metoderne ikke producerer strøm nok til at være rentable.

Men ved at kombinere de to teknologier i en elektrokemisk flowcelle mener forskerne at have knækket koden til en teknologi, der producerer ligeså meget strøm som osmoseprocessen, men uden risikoen for at membranen bliver sat ud af kraft.

»Med hybridteknologien kan vi skabe en energitæthed, der ligner den, som andre har opnået ved hjælp af osmose, og som er markant højere end ved hjælp af de to teknologier hver for sig,« siger Christopher Gorski.

Dobbelt op på strøm

Forskerne konstruerede en flow celle, hvor to kanaler blev adskilt af en anionbyttende membran. En elektrode af kobber-hexacyanoferrat blev derefter placeret i hver af kanalerne, og grafitfolie blev brugt som strømkollektor.
Cellen blev derefter forseglet med en plade i hver ende.

Læs også: Jørgen M. Clausen: »Om 25 år er saltkraft lige så almindeligt som vindkraft«

Den ene kanal blev herefter forsynet med syntetisk ferskvand og den anden med syntetisk saltvand. Regelmæssige skift i vandets strømningsveje tillod cellen at genoplade og producere yderligere elektricitet.

Derefter undersøgte forskerne, hvordan ydre modstand, forskellige saltkoncentrationer og afskæringsspændingen, der blev brugt til at skifte strømningsveje, påvirkede den maksimale og gennemsnitlige kraftproduktion.

»Der er to ting, der får den her metode til at fungere. For det første bliver salten tiltrukket af elektroderne. Det andet er, at kloriden bevæger sig over membranen. Begge processer genererer strøm, og derfor får du en samlet spænding ved elektroderne og over membranen,« forklarer Christopher Gorski i pressemeddelelsen.

Teknologien har dog endnu kun været igennem de første forsøg. Næste skridt er at undersøge, hvor stabile cellerne er over tid, og hvordan eksempelvis magnesium og sulfat i saltvandet påvirker effekten, før metoden kan testes i virkeligheden.

Kæmpe potentiale i saltkraft

Selvom saltkraft som energiform stadig er i sit spæde stadie, så er mulighederne enorme.

Forskerne mener, at saltkraft har potentialet til at dække 40 procent af det globale energibehov, hvis teknologien udvikles ordentligt. Og så har saltkraft den store fordel, at udbyttet hverken afhænger af, at solen skinner, eller vinden blæser.

Danfoss bestyrelsesformand, Jørgen Mads Clausen, ser også store muligheder i teknologien, som han især anser for brugbar i forbindelse med geotermianlæg, som i forvejen henter salt vand op af jorden.

Bestyrelsesformanden har kaldt teknologien ’den tredje vedvarende energiform’, selvom han forventer der vil gå omkring 25 år, før saltkraften er ligeså udbredt som sol og vind.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Er der tal til rådighed som kan underbygge processerne ?

For eksempel til at producere 1 MWh, hvad skal der bruges: - N m3 saltvand med koncentration xx Hvad produceres: - M m3 saltvand med koncentration yy - L m3 ferskvand (hvad kan det bruges til ?)

Der må være muligt at lave en blackbox og beskrive kvantitativt hvad der kommer ind og ud. Og måske er anlæg endnu ikke i MWh størrelse, men derfor kan tallene godt skaleres til en rimelig størrelsesorden - udover en LED-pære på 2W.

  • 0
  • 0

Forskerne mener, at saltkraft har potentialet til at dække 40 procent af det globale energibehov, hvis teknologien udvikles ordentligt. Og så har saltkraft den store fordel, at udbyttet hverken afhænger af, at solen skinner, eller vinden blæser. <<

Som opfinder har jeg stor respekt for folk som dyrker pillegenet, men når folk hausser teoretiske teknologier op til noget som skal "redde samfundet", må jeg tage bladet for munden: "Saltkraft" er en håbløst død sild, og der skal ifølge min mening ikke spildes mere offentlige midler (eller EU-penge) på den sag!

Man er selvfølgelig meget velkommen til at komme med solide saglige argumenter FOR "saltkraft", men argumenterne mod denne urealistiske drøm er:

For at skabe ferskvand, skal der fordampes havvand. Energien, som kommer fra solen, er små 600 cal/g fordampet havvand. Det er en vældig masse energi når man tænker på alt det ferskvand som løber ud verdenshavene. Det er derfor forståeligt at der er fantaster som drømmer om at genvinde bare en smule af denne energi, men det er en urealistisk drøm, et fata morgana!

Uanset hvilket princip man vil bruge for at genvinde noget af fordampningsenergien på, vil man nemlig enten skulle arbejde med en stor mængde genvindingstrin, eller bruge fysiske remedier (membraner eller elektroder) som fylder voldsomt meget i landskabet. Problemerne med "saltkraft" er principielt de samme som projekter som prøver på at genvinde ilt fra CO2 i atmosfæren har!

John Larsson

  • 0
  • 0

Man skal overhovedet ikke fordampe saltvand, man skal bare tappe åer, floder og regnvand for ferskvand, længere er den ikke.

Hvor tror du, vandet i åer, floder og regn kommer fra?

Svar: Fordampning af overfladevand - primært saltvand.

Bemærk, at han ikke skrev "Man skal fordampe saltvand" men derimod "Der skal fordampes saltvand". Og han beskrev endda bagefter, hvordan den indstrålede effekt fra solen gør dette hele tiden.

  • 0
  • 0

Saltkraft er afhængigt af ferskvand / brakvand. Ferskvand skabes ved fordampning af saltvand vha Solen.

Saltkraft = en afart af solenergi. Vindkraft = en afart af solenergi. Fosile brændstoffer = en affart af solenergi Osv. Osv.

Jo længere væk fra kilden, desto større problemer, med teknologi, forurening eller energitæthed. Der er kun atomkraft (fission) og tidevand tilbage der ikke er en afart af solenergi.

  • 0
  • 0

sommer: Solceller leverer det meste, vind leverer lidt, osmose det sidste

Vinter: Vind leverer meget, sol leverer lidt, og osmose leverer meget

Mon ikke vi kan få det til at fungere så vi hele tiden har det vi skal bruge?

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten