浓淡电池法
浓淡电池法指的是利用不同浓度溶液之间的电位差发电,又称渗析电池法。渗析是一种以浓度差为推动力的膜分离技术。这种方法必须使用两种不同的膜,即阴离子交换膜与阳离子交换膜才能实现该法是利用膜对海水中阴、阳离子的选择透过性,在两电极板上形成电势差进行发电的。
基本信息
- 中文名
浓淡电池法
- 外文名
Dilute cell method
- 学科
电力工程
- 领域
工程技术
- 范围
能源
- 别称
渗析电池法
简介
渗析电池法也称浓淡电池法这种电池利用的是由带电薄膜分隔的盐浓度小同的溶液问形成的电位差在浓度为百万分之850的淡水和海水作为膜两侧的溶液的情况下,界面产生的电位差约为80毫伏这个电压随相邻电池的盐浓度比成对数变化如果把多个这类电池串联起来,可以形成更高的电压这种电池采用了两种膜,即阴离子渗透膜和阳离子渗透膜阳离子渗透膜允许阳离子透过,阴离子渗透膜允许阴离子通过阳离子渗透膜和阴离子渗透膜交替放置,中问的问隔交替充以淡水和盐水这样,就可以得到串联压。
例如,用1000只电池串联可得80伏的电压而且在这种情况下,由于只在电池组两端才需要电极,所以电极溶解腐蚀的问题就大大减少了。这种电池的终端单元内部是海水,所以在终端电极处会产生氯气和氢气这两类气体都是有价值的,可以帮助偿付设备投资。
盐度差发电
盐度差发电( salinity gradient energy generation)将海水和淡水之间或两种含盐浓度不同海水之间的化学电位差转换为电能的技术。海洋盐差能主要存在于河海交界处,淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。在江河入海口建拦水坝、压水塔,并在淡水与海水的界面上安置半透膜,提升海水水位,可推动水轮发电机组发电。盐差能资源丰富且稳定。据估计,世界各河流区域的盐差能理论储量约2000TW・h/a,中国的盐差能理论储量约为66.2TW・h/a,主要集中在各大江河的出海处。方法主要有渗透压法、渗析电池法和蒸汽压差法等,原理是利用不同浓度的溶液之间的化学电位差发电。其中渗透压式方案最受重视,开展的研究也最多。
海水浓差发电
科学技术日新月异,而能原消耗也与日俱增。因此,能源的开发和利用已成为世界范围的重大课题。在海洋能源的开发研究方面,有了较大进展。主要有三类:一是海底矿藏的开发,如石油;二是利用海水的显能,如波浪、潮汐和海流发电等;三是利用海水的潜能,如海水温差发电和浓(度)差发电等。
实验证明,标准海水对淡水的渗透压是24.8个大气压。所谓海水浓差发电就是利用咸淡水之间的这个渗透压使水轮机旋转而发电。浓差发电的理论研究已经完成,正在进入实验阶段。日本的一个研究小组已经实现了在每平方米半渗透膜中发电0.25千瓦的实验工作。他们在海水中设置一个装有半渗透膜的渗透室,往渗透室中注入淡水以形成水流而获得渗透压。浓差发电最理想的地方是河口,据日本松井教授(千叶工大)的估算,如果日本所有的河口都用于浓差发电,至少可获得2000万千瓦的能量。我国河口的潜在能量要大得多。因此,在海洋能源的开发研究中,进行这方面的试验是很有意义的。
浓淡电池法发电的区域选择
潮汐河口常有蓄淡及航运等要求,一般不宜兴建潮汐电站,如甬江、瓯江和椒江为浙江省现有三个最大海港所在地,而飞云江和鳌江均有河口建闸以挡潮蓄淡的要求。钱塘江由于江宽水浅、主槽摆动不定,又有涌潮之害,几乎无航运之利;而两岸有大片平原,工农业生产缺乏淡水,已有在海宁县黄湾建栏江枢纽工程,挡潮蓄淡结合促淤围垦改善航运的初步规划,若再在黄湾以下至乍浦海区作为潮汐电站蓄水库容,开发潮汐能,则可获得钱塘江与杭州湾综合开发的效益,这是很可取的。