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Energia renovável na salinidade da agua

24/03/2013
rainbirdrj
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Energia renovável na salinidade da agua.

Em novembro de 2009, estatal norueguesa Statkraft empresa estatal de eletricidade abriu protótipo no mundo da primeira usina osmótica que pode gerar eletricidade a partir da diferença na concentração de sal entre água de rio e água do mar. Enquanto energia osmótica é limpo, fonte de energia renovável, o seu uso comercial tem sido limitada devido às capacidades geradoras de baixos oferecidos pela tecnologia atual – a planta Statkraft, por exemplo, tem uma capacidade de cerca de 4 kW. Agora, pesquisadores descobriram uma nova maneira de aproveitar a energia osmótica, que eles afirmam permitiria uma membrana 1 m2 (10,7 pés quadrados) para ter a capacidade de kW mesmo 4 como a planta Statkraft inteiro.

Diagrama do experimento que mostra o transporte osmotico da agua atraves da membrana de nitrito de boro (Image: Laurent Joly (ILM))

Diagrama do dispositivo experimental que mostra o transporte osmotico da agua atraves da membrana de nitreto de boro (Image: Laurent Joly (ILM))

 

O gradiente osmótico mundial, ou salinidade, a capacidade de energia, a qual é concentrada na foz dos rios, é estimada pela Statkraft estar na região de 1600 a 1700 TWh anualmente. A eletricidade pode ser gerada através dos fenómenos osmóticos que resulta quando um reservatório de água fresca é posta em contacto com um reservatório de água de sal através do uso de um tipo especial de membrana semi-permeável, em uma de duas maneiras: ou por aproveitamento do diferencial de pressão osmótica entre os dois reservatórios para accionar uma turbina, ou através da utilização de uma membrana que permite apenas a passagem de iões para produzir uma corrente eléctrica.

A planta protótipo Statkraft (e uma instalação piloto planeado 2 MW) baseia-se no primeiro método, utilizando uma membrana de polymide que é capaz de produzir 1 W/m2 da membrana. Uma equipe liderada por físicos do Institut Lumière Matière em Lyon (CNRS / Université Claude Bernard Lyon 1), em colaboração com o Institut Néel (CNRS), desenvolveu um dispositivo experimental que eles dizem que é mil vezes mais eficiente do que qualquer sistema anterior, melhorando significativamente a viabilidade comercial de energia osmótica como uma fonte de energia.

Dispositivo experimental da equipe usa o segundo método. É constituída por uma membrana impermeável e electricamente isolante, que foi perfurado por um furo único através do qual os pesquisadores inserido um nanotubo de nitreto de boro com um diâmetro externo de uma dúzia de nanómetros. Com esta membrana que separa um reservatório de água salgada e um reservatório de água fresca, a equipe mediu a passagem de corrente eléctrica através da membrana através de dois eléctrodos imersos no fluido de ambos os lados do nanotubo.

Os resultados mostraram que o dispositivo foi capaz de gerar uma corrente eléctrica através do nanotubo, na ordem de um nanoampere. Os investigadores defendem este é de 1.000 vezes o rendimento das outras técnicas conhecidas para a captação de energia osmótica e faz nanotubos de nitreto de boro de uma solução extremamente eficaz para a colheita da energia de gradientes de salinidade e convertê-lo imediatamente em energia eléctrica utilizável.

Extrapolando os resultados para uma escala maior, eles afirmam que um nanotubo de uma membrana m2 de boro deve ter uma capacidade de cerca de 4 kW e ser capaz de gerar até 30 MWh por ano, que é de três ordens de magnitude maior do que a de poder protótipo atual osmótica plantas.

Passo dos pesquisadores seguinte será estudar a produção de membranas feitas de nanotubos de nitreto de boro e testar o desempenho de nanotubos feitos de outros materiais.

A pesquisa é detalhada em um estudo publicado na revista Nature.

Fonte: CNRS (delegação Paris Michel-Ange)

http://www.gizmag.com/osmotic-salinity-gradient-power-nanotubes/26623/?utm_source=Gizmag+Subscribers&utm_campaign=fbf4354db2-UA-2235360-4&utm_medium=email

Transporte osmotico da agua

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