據外媒報道，沿海污水處理廠可能是處理城市污水一種骯髒但卻必要的方式，不過來自斯坦福大學的一項新研究表明，它們還可以兼做發電廠，進而使其實現能源獨立和碳中性。研究人員表示，通過將核電站的淡水跟海水混合，他們有可能在全球范圍內回收180億瓦的電力。
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當淡水和海水混合時會產生所謂的鹽度梯度。就污水處理廠排出的污水而言，其含鹽量是與之混合的海水含鹽量的20倍，這意味着每立方米淡水理論上可以產生0.65千瓦/小時的能源。
雖然這樣的數量算不上多，但根據土木與環境工程博士後Kristian Dubrawski領導的斯坦福團隊的研究顯示，這種「藍色能源」可能在當地廢水處理廠有着重要的應用。
當這些工廠位於沿海地區時，它們會在處理後不斷地將淡水排放到海里，但這些工廠的運營是能源密集型的，僅在美國就占到了電力輸出的3%。此外，污水處理廠還需要晝夜不停地運轉，所以電力短缺會引發一些嚴重的後果。
實際上，利用鹽度梯度生成「藍色能量」的想法並不新鮮，但斯坦福大學的研究團隊表示，這是第一個不依賴於壓力或滲透等因素的方法。相反，它將淡水和海水引入到位普魯士藍和聚吡咯製成的電極沖刷的電池中。這樣當它們交換鈉離子和氯離子的時候會產生電流，當海水進來之後反應則朝一個方向進行，電流也朝一個方向運動，淡水則相反。這套系統可以在沒有能量輸入的情況下持續工作。
斯坦福大學研究團隊表示，電極相對堅固，部分原因在於其表面塗有磺基琥珀酸而且上面沒有活動部件。在測試中，加州半月灣附近的帕洛阿爾托地區水質控制工廠的一個原型盡管功率輸出很低但卻經過了180次循環同時還保持了97%的效率。如果它可以通過使用多個電池來擴大規模，那麼則可以讓沿海污水處理廠實現能源自給自足，剩餘的電力可進入電網或用於海水淡化。
Dubrawski表示，由於這是一個復雜的解決方案，所以還需要大規模的測試。
相關研究報告已發表在《ACS Omega》上。
來源：cnBeta
