Par John Timmer, Ars Technica
Quand les gens pensent de la récolte de l'énergie des océans, c'est généralement sous la forme d'onde ou marémotrice, dans laquelle le mouvement de l'eau entraîne la production d'électricité. Un papier dansNano Letters suggère une autre manière de transformer l'océan en puissance: en utilisant le fait qu'il est salée. Il ya eu quelques idées sur la façon d'extraire l'énergie de la différence de salinité entre eau douce et salée, mais le document propose une approche assez intrigante: Traiter l'océan tout entier un peu comme un support de batterie.
Le cycle de charge de la batterie implique généralement l'échange d'électrons avec des ions qui shuffle entre un support de stockage et des électrodes, normalement, les ions restent eux-mêmes enfermés dans la batterie. Le nouveau dispositif a une approche très différente, ce qui permet aux ions d'échanger librement avec l'eau qui y coule.
Le dispositif comporte des électrodes qui réagissent spécifiquement avec certains des ions de sel se trouvent normalement dans l'eau de mer. Il est composé de dioxyde de manganèse, qui peut réagir avec un ion sodium Na pour former 2 Mn 5 O 10 . Le matériau se trouve également être bon marché, respectueux de l'environnement, et a une densité énergétique élevée. Les auteurs n'ont pas été très prudents quand ils ont choisi l'autre électrode, car ils utilisaient de l'argent, qui peuvent réagir avec le chlore. Ainsi, les deux électrodes dans le dispositif peut séquestrer les ions qui se forment lorsque le chlorure de sodium - sel commun - se dissout dans l'eau.
Cela permet un cycle simple. Lorsque l'eau salée coule sur les électrodes, ils captent les ions, produire une batterie chargée. Lorsque l'eau salée est remplacé par l'eau douce, le cycle peut être inversé, mais pour ce faire, les électrons ont de circuler entre les deux électrodes, créant un courant utilisable. Les auteurs appellent de leur appareil une "batterie de mélange entropie», et de montrer quelques exemples qui effectuent à peu près 75 pour cent de l'efficacité théorique, sans aucune baisse de plus de 100 cycles. Ils montrent aussi que cela fonctionne parfaitement bien avec les échantillons de l'environnement.
Il n'y a pas une énorme quantité d'énergie disponible par dispositif, mais les auteurs calculent que le débit d'eau douce de 40 mètres cubes par seconde pourrait générer jusqu'à 100 mégawatts. Pour le contexte, Niagara Falls voit plus de 1.800 mètres cubes par seconde. Globalement, environ 2 terawatts d'énergie pourraient être récoltés. Ce n'est pas beaucoup par rapport à nos besoins énergétiques, mais la démarche pourrait faire partie d'un portefeuille d'énergie renouvelable, car il pourrait courir autour de l'horloge à condition que le flux d'eau douce est séparée à partir du sel.
Mais les auteurs offrent également une application moins grand, mais peut-être plus convaincant-: un système simple pour stocker l'énergie solaire. A fermé solaire jusqu'à pourraient s'évaporer l'eau douce à partir d'un stock de sel, ce qui permet une source de matériel de décharger la batterie. Les auteurs montrent aussi l'un de ces dispositifs, et de montrer qu'il peut fonctionner pendant plus de 100 cycles sans perte d'efficacité.
Pour l'ensemble de leurs dispositifs, les auteurs disent qu'il devrait être possible d'améliorer la géométrie des électrodes pour stimuler l'efficacité encore plus loin. Cela ne semble pas être le genre de chose qui va mettre le feu au monde - l'énergie nécessaire est simplement trop petit - mais une version améliorée peut fournir un moyen simple et souple de stockage d'énergie renouvelable dans certains contextes spécifiques.
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