科普|萬萬沒想到!鹽也可以用來發電!

2020-12-17 全國能源信息平臺

【能源人都在看,點擊右上角加'關注'】

近年來,人們的環保意識越來越強,

對太陽能、風能、潮汐能等

可再生資源耳熟能詳。

鹽也能用來發電,

聽過的人恐怕不多。

利用海水鹽差能發電

生活在海上的人可能十分厭煩苦鹹的海水,但事實上海水本身有很大的能量,能夠發電。將能量轉換能夠為人們造福。

在大江大河的入海口,也就是江河水與海水相交融的地方,江河水是淡水而海水是鹹水,淡水和鹹水相互擴散,直到兩者的含鹽濃度相等為止。在海水與淡水相混合的過程中,同時釋放出許多能量。含鹽濃度高的海水以較大的滲透壓力向淡水擴散,同時淡水以較小的滲透壓力向海水擴散。這種滲透壓力差所產生的能量,稱為「海水鹽濃度差能」,也叫「海水鹽差能」。

實驗表明,在許多江河入海口處的海水滲透壓力差,大致相當於240米高的水位落差。當前世界上水壩高於240米的大水電站非常非常的少。有的江河入海口處海水的滲透壓力大得令人覺得不可思議。例如在約旦河流入死海的匯合處,海水鹽差能量就讓人無法想像。由於死海的鹽水濃度幾乎達到飽和狀態,其滲透壓力達到50500千帕(約合500個大氣壓),相當於5000米高的水位落差。這是多麼大的能量!有極大的利用價值。

海水鹽差的能量,是由於太陽輻射熱使海水蒸發後其濃度增加的結果。在水循環過程中,被蒸發出來的大量水蒸汽又變成雲彩和雨滴而重新返回到海洋中,同時釋放出許多的能量。科學家們預算,全世界的海洋一年的蒸發量相當於其水位降低1.3米,即每秒蒸發1.2×107立方米的水量。如果以2124帕(約合21個大氣壓)的海水鹽差進行計算,那麼全世界海水鹽差的能量資源高達30億千瓦。

怎樣開發利用這些海水鹽差能量呢?科學家們想到了利用「濃差電池」的化學原理,就是通過電化學的方法把鹽差能轉換成電能。海水濃差電池的工作原理,就是在由多孔質隔膜(離子交換膜)隔開的兩個容器中,分別地裝入海水和淡水,並分別插入電極,便可在兩極之間產生0.1伏左右的電壓。只要把電路接通,就能夠產生電流。

根據這種試驗裝置的原理,只要有大量的淡水與海水相混合,就能夠釋放出巨大的能量來。試驗表明,江河入海口處是利用海水鹽差能量最理想的場所。由於,在江河入海口處,含鹽極少的江河水一直源源不斷地流向大海,而海水本身含有較多的鹽分,所以海水與江河水之間的形成鹽濃度差,只要將兩個別電極分別地插進海水和江河水裡,並將兩個電極用導線連接起來,電流就會源源不斷。

開發海水鹽差能獲得巨大的能量,所以世界有很多國家的科學家都在致力研究這種能量的開發。

現在,比較成熟的鹽差能發電的能源轉換方式有兩種

一種是滲透壓式鹽差能發電系統。當兩種含鹽度不同的海水被一層只能通過水分而不能通過鹽分的半透膜分隔開來的時候,通過這個膜會產生一個壓力梯度,兩邊的海水就會產生一種滲透壓,從而促使水從濃度低的一側通過半透膜向濃度高的一側滲透,使濃度高的一側的水位升高,直到半透膜兩側的鹽濃度相同為止。滲透壓鹽差能發電系統便是利用這種水位上的落差進行發電。

另外一種是蒸汽式鹽差能發電系統。在相同的溫度下,淡水比海水蒸發快,因此海水一邊的蒸汽壓力要比淡水一邊低得多。於是在空室裡面,水蒸氣會很快從淡水上方流向海水上方,只要裝上渦輪機,就能利用該鹽度差能進行發電。

用鹽發電實際上是利用海水和淡水之間或兩種含鹽濃度不同的水體之間的化學電位差能來進行的。鹽差能是海洋能中能量最大的一種可再生能源。通常,海水(鹽度35%)和河水之間的化學電位差具有相當於240米高水位的落差所產生的能量。不同含鹽度的兩部分水相遇,滲透壓會使水溫通常上升0.1攝氏度。據大致測算,在世界水域內由此產生的能量,相當於供給全世界20%的用電需求。

利用熔鹽太陽能發電

在敦煌,熔鹽塔式光熱電站 教授級高級工程師 黃文博:「這巨大的物體就是鏡子,專業名稱叫『定日鏡』。40多萬這樣的小鏡子,組成一個大型的鏡場,把陽光反射到中間的點,也就是吸熱塔。」

吸熱的材料用的是硝酸鈉與硝酸鉀,它的儲能的能力比較高,而且成本比較低。專家解釋說,原來發電所用的並不是我們熟悉的食鹽,而是一種由60%硝酸鈉與40%硝酸鉀的工業鹽混合而成的二元鹽。

在熔鹽塔式光熱電站內液態的硝酸鈉、硝酸鉀一共有3萬噸,儲藏在高溫熔鹽罐、低溫熔鹽罐內。原來數量龐大的鹽就在我們的眼前隱藏著呢,那麼這些鹽究竟是怎麼用來發電的呢?

黃文博解釋道:「吸完熱的熔鹽儲存在熱罐裡面,熱罐裡面的儲能相當於一個火電站裡面的煤倉。把熱鹽通過泵打出來,到了一個換熱器,跟水進行換熱,然後產生高溫高壓的蒸汽去推動汽輪機來進行發電。」

熔鹽吸收定日鏡反射的熱能後可升溫至565℃,然後再與水進行換熱,產生高溫高壓的蒸汽推動汽輪機做功,並帶動發電機產生電能。

目前,這個熔鹽塔式光熱電站一年的發電量可達到3.9億度,相當於近20萬戶普通家庭一年的用電量,分擔了敦煌市的用電壓力。

而在美國,位於美國加利福尼亞州巴斯圖市的熔鹽太陽能發電站。中心的聚熱塔周圍圓形排列著1818面反射鏡組成的壯觀列陣。這些反射鏡全部為7×7米見方,由電腦自動控制反射角度,以保證日光始終聚焦於塔臺頂端的熔鹽上。

熔鹽太陽能電站可能是未來又一種利用食鹽來產生能源的全新太陽能技術。熔鹽太陽能電站,說得簡單些就是利用鹽和一定手段貯存太陽能熱量,並將這種熱量轉化為能量的裝置。加裝儲熱系統的是一個「發電塔」,有點像水箱,高高翹起,四周圍繞著數以百計的能夠追蹤太陽的反射鏡。這些反射鏡由兩根傾斜的軸支撐,一根軸負責調整其在一天中跟隨太陽的轉動,另一根負責調整其一年中都能跟隨太陽轉動。塔中和下面的箱子裡是成千上萬立方米的熔鹽,這些熔鹽可以被反射鏡聚集的太陽光加熱到很高的溫度,熱量被儲存在熔鹽中。需要的時候,熱量從熔鹽中釋放出來轉化為蒸汽,用來推動汽輪機發電,完成太陽能——熱能——動能——電能一系列能量轉化過程。

目前,熔鹽太陽能電站所使用的鹽類主要以硝酸鹽、碳酸鹽等工業鹽類為主,食鹽仍在實驗,尚未進入實用階段。如果能解決好熱轉換性能,溶液粘度、高溫分解等關鍵技術環節的問題,食鹽勢必以極低廉的製造成本和簡便的提取技術成為未來熔鹽太陽能電站的首選材料。

(來源:科普中國、央視財經是真的嗎)

研究|諮詢|服務|交流

【2019年中國能源研究會系列報導】2019中國能源研究會年會圓滿結【2019中國能源研究會年會系列報導】中國能源研究會年會儲能專委會「構建儲能高效發展新模式」專題論壇在京召開【2019中國能源研究會年會系列報導】中國能源研究會核能專委會「中國核電的安全高效發展」專題論壇成功召開【2019中國能源研究會年會系列報導】中國能源研究會年會中小配電企業發展戰略研究中心「新型配電企業高質量發展」專題論壇在京召開【2019中國能源研究會年會系列報導】中國能源研究會城鄉電力(農電)發展中心「農村清潔用能與資源利用」專題論壇成功舉辦

免責聲明:以上內容轉載自中國能源研究會,所發內容不代表本平臺立場。全國能源信息平臺聯繫電話:010-65367702,郵箱:hz@people-energy.com.cn,地址:北京市朝陽區金臺西路2號人民日報社

相關焦點

  • 萬萬沒想到,鞋子後面的「小尾巴」有這用處
    萬萬沒想到,鞋子後面的「小尾巴」有這用處 2020-12-22 15:27 來源:澎湃新聞·澎湃號·媒體
  • 王寶強離婚,「萬萬沒想到」
    這周末最轟動的娛樂八卦,莫過於王寶強發離婚聲明了,對此小編想說,萬萬沒想到啊。今天咱們就來看看,英語裡怎麼表達這種「萬萬沒想到」的心情。今早讀到這樣一段話:不拘泥於中文翻譯的限制,想一想在某個情景中「還可以怎麼說」,這樣的話我們用起來會更加靈活。
  • 萬萬沒想到,原來這些食物最偷鈣!
    萬萬沒想到,原來這些食物最偷鈣!1高鹽食物很多人都知道,鹽吃多了會增加高血壓的風險,卻少有人知道鹽對鈣質的影響。高鹽不僅會在腸道中影響鈣吸收,還會在排洩中引起鈣流失。通常來說,腎臟排出1000mg的鹽,同時會伴有約28mg的鈣。因此,長期高鹽可能會導致缺鈣。
  • 記得承包你暑期回憶的《萬萬沒想到》嗎?導演拍新作啦!
    《萬萬沒想到》就是其中非常有存在感的一部劇。「萬萬沒想到,節操不見了」,還記得這首魔性的主題曲嗎↓↓↓在《萬萬沒想到》之後,萬合天宜推出了一系列的迷你劇,《報告老闆》,《高科技少女喵》,《名偵探狄仁傑》。
  • 萬萬沒想到,警察的人生早已被自己預言
    很多想做的事情萬萬沒想到今天這些「夢想」都實現了……如果每天都能吃泡麵,那該多好 小時候的學校旁邊萬萬沒想到……現在一次次外出辦案泡麵成了填飽肚子的首選既方便 又快捷為了蹲到嫌疑人寸步不離如果可以你真希望可以從天黑玩到天亮萬萬沒想到……長大後成為一名刑警這個「夢想」實現了一次次蹲守抓捕
  • 吳謹言洪堯疑同居 真是萬萬沒想到
    吳謹言洪堯疑同居 真是萬萬沒想到時間:2020-12-03 10:24   來源:今日頭條   責任編輯:莫小煙 川北在線核心提示:原標題:吳謹言洪堯疑同居 真是萬萬沒想到 12月2日,有媒體曝出拍到吳謹言和洪堯進出同一單元樓的視頻。
  • 萬萬沒想到,"罪魁禍首"竟是它…
    萬萬沒想到,"罪魁禍首"竟是它… 2020-12-17 18:01 來源:澎湃新聞·澎湃號·政務
  • 真沒想到,用體溫也可以發電
    來源:上遊新聞-重慶晨報用體溫就可以提供穿戴設備的電量、城市裡的「能源樹」可源源不斷地為道路設施提供電量……這些「節能減排」的作品你看過嗎?今(28)日,由來自全國427所高校超2萬名學生報名參加的「賽迪環保杯」第十三屆全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽決賽在重慶大學啟動,共有219件作品進入決賽。
  • 長安 || 萬萬沒想到
    小紅坐在座位上愁眉苦臉,因為她在上體育課的時候把腳扭了,媽媽又沒時間來接她。「小易,我腳扭了,我媽媽不能來接我,你能背我回家嗎?」小紅小心翼翼地問同桌。「沒問題,包在我身上!」小易用手拍著胸膛一口答應。小易背著小紅往家走去,一路上他們有說有笑,天上的白雲跟著他們的步伐,對著他們笑。小紅突然想起上周上美術課,小易忘帶蠟筆找她借,她不借給小易。
  • 萬萬沒想到這是史上最貴的「紙房子」
    百度糯米電影作為《萬萬沒想到》特約電影聯合營銷平臺,在首映禮現場送上一座用一萬張電影票製作而成的真正大「票房」,可謂吸足眾人眼球!  《萬萬沒想到》起源於網際網路,擁有紮實的年輕網民基礎。百度糯米電影依託百度大生態環境,在抓住年輕用戶的基礎上深入延伸,對於目標用戶展開精準營銷。通過在發布會上如此創意吸睛的創意,可謂深深俘虜了萬萬粉絲的心。
  • 《萬萬沒想到 大錘的覺醒》賀歲首戰告捷[多圖]
    《萬萬沒想到 大錘的覺醒》是一款策略類遊戲,遊戲的賀歲測試已經開啟了,覺醒體席捲網際網路,網友們紛紛玩起了「我,Me,XXX,為XX,而覺醒!!你!只有你!!看到我的XX,才會懂得我的XX;看到我的XX,才會懂得我的XX」的覺醒體造句。醒快被玩壞了,你已經嘗試了嗎?遊戲在各位的支持下,首戰告捷。一起來了解下。
  • 這萬萬沒想到這裡面還有科學原理!
    這萬萬沒想到這裡面還有科學原理!時間:2018-03-18 11:34   來源: 科普中國網   責任編輯:沫朵 川北在線核心提示:原標題:為什麼鞋帶老是鬆開? 這萬萬沒想到這裡面還有科學原理! 走在路上 你的鞋帶是不是經常鬆開呢? 如果你覺得這只是無關緊要的小事 那你可就錯了!
  • 萬萬沒想到!《一剪梅》突然在國外爆紅!就因為這句歌詞……
    萬萬沒想到!《一剪梅》突然在國外爆紅!然而萬萬沒想到的是,這幾天費玉清和他的作品《一剪梅》又火了!還是火在了歐美國家。什麼?《一剪梅》?是什麼年代的歌了?竟然霸屏國外?你說驚不驚喜,意不意外?這首歌在國外有多火?請看下面音樂排行榜!
  • 《萬萬沒想到》讀後感
    書的全名為《萬萬沒想到 用理工科思維理解世界》,作者是萬維鋼,現為美國科羅拉多大學物理系研究員,作品以理性思維見長,本書是他的代表作。記得之前接觸過一個概念叫做元無知,描述的是「不知道自己不知道的狀態」,我笑稱這是一種純粹的無知狀態,而本書被稱為是知識的過濾器,我覺得可以叫他「元知識」。
  • 萬萬沒想到,眼睛也需要防曬!
    怎麼樣,萬萬沒想到,眼部也需要防曬吧! 眼部防曬萬萬不可忽略 強烈的紫外線,不僅會傷害到眼周的皮膚,也會對眼球內部結構造成損傷。 而紫外線中UVA波段是可以穿透玻璃的,因此如果需要經常在窗邊辦公、學習的成人,在室內也要注意眼部的防曬;有寶寶的家庭,則要注意不要讓寶寶隔著玻璃曬太陽。 另外,需要強調的是,有時候成人出門,為了躲避太陽光照射,會低著頭走在背陰處,但不管是否在背陰處,低頭走路,太陽照射到地面,折射出的光線會更直接刺激到我們的眼睛。
  • 萬合天宜:我們不止有《萬萬沒想到》
    2013年,一部叫《萬萬沒想到》的網絡神劇橫空出世。劇集片長平均只有5分鐘,但每集都精彩紛呈,令人忍俊不禁,在廣大年輕觀眾群體中受到了熱烈歡迎。在這部劇風靡全國的同時,「萬合天宜」作為《萬萬沒想到》的製作公司也被世人熟知。但萬合天宜並不只有《萬萬沒想到》,作為一個主打原創、敢於突破、大膽嘗試的公司,近年來,萬合天宜陸陸續續推出了不少精彩的作品。
  • 蔡英文的唐山祖先,你萬萬沒想到
    這位負責平臺的清朝蔡將軍,恐怕萬萬沒想到,他的後代子孫蔡英文,竟然為了反中,連唐山祖籍都讓她感到羞恥,必須從網絡上刪除!  評論摘編如下:  近日上維基百科查閱資料,偶爾看到蔡英文的維基百科,讓人看了不禁莞爾。
  • 《萬萬沒想到》經典臺詞日語翻譯
    《萬萬沒想到》以誇張而幽默的方式描繪了超級屌絲王大錘意想不到的傳奇故事。作為職場界,名醫界,相親界的著名屌絲,王大錘每天的生活都多姿多彩而又變幻莫測。本來只是一場很簡單的面試,但在王大錘看來卻變成了一個探案現場,最後的結果總會引用短片的題目《萬萬沒想到》來帶出一個意想不到的結束,涉及搞笑、穿越、職場等當下熱門元素。劇情內容包羅萬象,從當下熱門話題到經典歷史故事,調侃的視角幽默的語言獨樹一幟。一起來看看這些經典臺詞翻譯成日語會有怎樣的笑果。
  • 《萬萬沒想到》校園行收官 叫獸吐槽韓寒處女座
    《萬萬沒想到》校園行收官 叫獸吐槽韓寒處女座 校園行最後兩日,叫獸易小星帶領子墨、孔連順、柯達前往貴州財經大學、東莞理工大學,白客、至尊玉、小愛、葛布奔赴天津大學和哈爾濱工業大學,與同學們共享爆笑時光。    寒冬已至,校園行活動現場氣氛卻火爆異常。活動越近收官,主創們越放得開,與學生們互動的親密程度幾乎使「路演」變為「校園聯歡會」。
  • 萬維鋼的認知局限——讀《萬萬沒想到》想到的
    《萬萬沒想到》這本書的豆瓣評分蠻高,8.2分。不過,這樣的高分只有1萬多人評價,顯得分數有些虛。扣掉1分,7.2分或許比較合理。扣分的原因,一是本書只是博客文章的簡單集合,沒有成體系的整理,甚至連副標題的「理工科思維」也沒給出定義。二是文章觀點傾向強烈,極度鄙夷所謂的「文人思維」,但論證缺乏說服力,論述也有頗多「文人思維」風格。