Hiện nay, một ứng dụng mới dựa trên một loại pin truyền thống có thiết kế sử dụng vật liệu nano có thể cung cấp một phương thức thu năng lượng trên một cách kinh tế.
Thiết bị mới này được các nhà khoa học thuộc Đại học Stanford nghiên cứu, bao gồm một cực làm nhiệm vụ hút các ion Na+ và một tụ điện hút các ion Cl-. Khi các điện cực này được ngâm trong nước mặn, chúng hút các ion Na+ và Cl- từ nước và sự chuyển động của các ion này tạo thành dòng điện.
Các điện cực được nạp lại điện bằng cách rút hết nước mặn, thay thế bằng nước ngọt và sử dụng một dòng điện áp thấp. Dòng điện này sẽ hút các ion ra khỏi các điện cực. Khi nước ngọt được rút hết, các điện cực lại sẵn sàng để hút thêm ion từ đợt nước mặn tiếp theo. Yi Cui, GS khoa học vật liệu tại Đại học Stanford cho biết, đây là quá trình ngược lại với quá trình khử muối, quá trình sử dụng năng lượng và cố gắng tạo ra nước ngọt và nước muối đặc hơn. Ở đây, chúng ta bắt đầu với nước ngọt và nước muối đặc, và sau đó tạo ra năng lượng.
Nhóm của Cui đã chuyển 74% điện năng của năng lượng tiềm tàng tồn tại trong nước muối và nước ngọt mà không bị giảm hiệu suất trong hơn 100 vòng quay của nước. Đặt các điện cực gần nhau hơn sẽ có thể cho phép pin đạt tới 85% hiệu suất. Một nhà máy điện sử dụng công nghệ này sẽ được đặt ở gần đồng bằng nơi nước ngọt tiếp giáp với biển. Hút 50 m3/s, một nhà máy điện có thể sản xuất lên tới 100 MW điện. Cui tính toán rằng nếu tất cả nước ngọt từ các dòng sông ven biển trên thế giới được sử dụng, quy trình khử muối thành điện sẽ có thể tạo ra 2 tỷ wat hay xấp xỉ 13% điện năng đang sử dụng trên thế giới.
Tuy nhiên, việc sử dụng trên diện rộng như vậy sẽ phá vỡ môi trường nước. Theo Menachem Elimelech, giám đốc Chương trình Kỹ thuật Môi trường thuộc Đại học Yale, chỉ nên sử dụng trên quy mô nhỏ hoặc nó sẽ trở thành một thảm họa sinh thái. Công nghệ này sẽ có thể cần thiết để tiền xử lý nước. |