濃淡電池法

濃淡電池法

濃淡電池法指的是利用不同濃度溶液之間的電位差發電,又稱滲析電池法。滲析是一種以濃度差為推動力的膜分離技術。這種方法必須使用兩種不同的膜,即陰離子交換膜與陽離子交換膜才能實現該法是利用膜對海水中陰、陽離子的選擇透過性,在兩電極板上形成電勢差進行發電的。

基本介紹

  • 中文名:濃淡電池法
  • 外文名:Dilute cell method
  • 學科:電力工程
  • 領域:工程技術
  • 範圍:能源
  • 別稱:滲析電池法
簡介,鹽度差發電,海水濃差發電,濃淡電池法發電的區域選擇,

簡介

滲析電池法也稱濃淡電池法這種電池利用的是由帶電薄膜分隔的鹽濃度小同的溶液問形成的電位差在濃度為百萬分之850的淡水和海水作為膜兩側的溶液的情況下,界面產生的電位差約為80毫伏這個電壓隨相鄰電池的鹽濃度比成對數變化如果把多個這類電池串聯起來,可以形成更高的電壓這種電池採用了兩種膜,即陰離子滲透膜和陽離子滲透膜陽離子滲透膜允許陽離子透過,陰離子滲透膜允許陰離子通過陽離子滲透膜和陰離子滲透膜交替放置,中問的問隔交替充以淡水和鹽水這樣,就可以得到串聯壓。
例如,用1000隻電池串聯可得80伏的電壓而且在這種情況下,由於只在電池組兩端才需要電極,所以電極溶解腐蝕的問題就大大減少了。這種電池的終端單元內部是海水,所以在終端電極處會產生氯氣和氫氣這兩類氣體都是有價值的,可以幫助償付設備投資。

鹽度差發電

鹽度差發電( salinity gradient energy generation)將海水和淡水之間或兩種含鹽濃度不同海水之間的化學電位差轉換為電能的技術。海洋鹽差能主要存在於河海交界處,淡水豐富地區的鹽湖和地下鹽礦也可以利用鹽差能。在江河入海口建攔水壩、壓水塔,並在淡水與海水的界面上安置半透膜,提升海水水位,可推動水輪發電機組發電。鹽差能資源豐富且穩定。據估計,世界各河流區域的鹽差能理論儲量約2000TW・h/a,中國的鹽差能理論儲量約為66.2TW・h/a,主要集中在各大江河的出海處。方法主要有滲透壓法、滲析電池法和蒸汽壓差法等,原理是利用不同濃度的溶液之間的化學電位差發電。其中滲透壓式方案最受重視,開展的研究也最多。

海水濃差發電

科學技術日新月異,而能原消耗也與日俱增。因此,能源的開發和利用已成為世界範圍的重大課題。在海洋能源的開發研究方面,有了較大進展。主要有三類:一是海底礦藏的開發,如石油;二是利用海水的顯能,如波浪、潮汐和海流發電等;三是利用海水的潛能,如海水溫差發電和濃(度)差發電等。
實驗證明,標準海水對淡水的滲透壓是24.8個大氣壓。所謂海水濃差發電就是利用鹹淡水之間的這個滲透壓使水輪機旋轉而發電。濃差發電的理論研究已經完成,正在進入實驗階段。日本的一個研究小組已經實現了在每平方米半滲透膜中發電0.25千瓦的實驗工作。他們在海水中設定一個裝有半滲透膜的滲透室,往滲透室中注入淡水以形成水流而獲得滲透壓。濃差發電最理想的地方是河口,據日本松井教授(千葉工大)的估算,如果日本所有的河口都用於濃差發電,至少可獲得2000萬千瓦的能量。我國河口的潛在能量要大得多。因此,在海洋能源的開發研究中,進行這方面的試驗是很有意義的。

濃淡電池法發電的區域選擇

潮汐河口常有蓄淡及航運等要求,一般不宜興建潮汐電站,如甬江、甌江和椒江為浙江省現有三個最大海港所在地,而飛雲江和鰲江均有河口建閘以擋潮蓄淡的要求。錢塘江由於江寬水淺、主槽擺動不定,又有涌潮之害,幾乎無航運之利;而兩岸有大片平原,工農業生產缺乏淡水,已有在海寧縣黃灣建欄江樞紐工程,擋潮蓄淡結合促淤圍墾改善航運的初步規劃,若再在黃灣以下至乍浦海區作為潮汐電站蓄水庫容,開發潮汐能,則可獲得錢塘江與杭州灣綜合開發的效益,這是很可取的。

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