源】利用盐度差发电

责任编辑：廖红艳

咸-淡水混合系统也许能提供丰富的可再生能源。

撰文 安妮·斯尼德（Annie Sneed）翻译 李想

美国加利福尼亚州雷斯伊角国家海滨公园帆船湾

河流与海洋交汇的地方蕴含着巨大的潜能：咸-淡水交界处的盐分梯度提供了不容小觑的势能，仅河口蕴藏的能量，估计就相当于全球发电量的40%。

几十年来，为将这种潜能转变为实际可用的能源，科学家一直在不懈努力，并已开发出了不少相关的技术工艺。最新的一项来自于宾夕法尼亚州立大学的克里斯·戈尔斯基（Chris Gorski，土木工程学助理教授）。他和同事提出了一种利用咸-淡水混合系统发电的新方法，这种方法不但更廉价而且可能比此前的方案更高效。该系统实际上是一种称为电容式混合技术（capacitive mixing）的改良版，工作原理类似于电池，借助于电极，依靠电化学梯度差发电。不过和电池不同的是，这是一个开放的系统（参见右图）。

工作原理

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淡水和盐水分别泵入两侧的腔室内，并浸没由铁氰化铜制成的电极。滤纸则保证两侧的混合度最小。

2

淡水一侧的电极含钠，遇到淡水，电极中的铁便与钠发生化学反应，释放出钠离子。与此同时，铁释放出的电子进入电路。

3

盐水一侧电极中的铁则吸收盐水里的钠离子和来自淡水一侧的电子。两边的化学反应相互耦合，随着电子经由电路从一个腔室到另一个腔室，电能便产生了。

4

每隔60秒溶液便置换一次（盐水一侧的腔室泵入淡水，反之亦然），以保持电流稳定。

目前，戈尔斯基和他的团队在实验室测试了一个手机大小的样品机。《环境科学与技术》（Environmental Science & Technology）杂志报道了其功率密度，约0.4瓦特/平方米，相当于原来电容式混合技术的两倍。接下来，研究人员还需要进一步提高系统的能量输出，评测该系统的成本效益和可扩展性（投入实际生产的发电装置可能会有一个小仓库那么大）。他们还需要调查生态系统被破坏的可能性，因为“河流电池”需要截流大量流经河口的淡水。

不过，耶鲁大学化学与环境工程学研究员安东尼·斯特劳布（Anthony Straub）和其他科学家，对在入海口建这套系统，并保证其高效运行，持怀疑态度。他们认为戈尔斯基提出的技术方案只能在有极大盐分梯度的地方发挥作用，比如高盐度湖泊、地热井或者废水处理池。但如果最终证明这套方案是有效且安全的，那它将同太阳能和风能一道被列入可再生能源的名单中。