盐能。。。。。

每当想起可再生能源的时候，你的脑子里总会浮现出类似风力涡轮机、水电站、地热发电厂和太阳能电池板等工程和设备。当然，这些都是世界可再生能源的主要来源；不过，正如一项来自美国宾州州立大学（PSU）的开拓性研究所展现的那样，很快就会有另一种能源可再生的方式诞生于世。

从太空中看到的赞比西河流三角洲。本文的新型混合能源技术将会放置于该类型的环境。图片来源：NASA

人人都知道，当淡水和盐水相遇时，大自然的力量会使它们盐度梯度趋于平衡。随着时间的流逝，二者的盐浓度甚至会中和至完全相同。

然而，你意想不到的是，这种盐差平衡的过程可以应用于发电。

如果你在淡水和盐水之间放置一个屏障，这个屏障能让水自由通过，但它会阻隔大量随着水游动的盐分子，那么就会形成逐渐增强的压力。这种压力有一个专门的学术名称——渗透压：两种水之间的盐分浓度差越大，渗透压越强。

当海水中的盐被屏障阻塞而不能流向淡水，海水中的含盐度会越来越高，这使得淡水中的渗透压不断增强。这种压力能被转化成能源并驱使涡轮转动，最终产生电力。

“这项技术的目标是在河海相接的地方发电，”团队成员Christopher Gorski说，他是宾州州立大学环境工程学的助理教授。

然而这种被称为“压力延缓渗透”（PRO）的方法并不理想。那些用于隔离水中盐离子的薄膜总是被细菌和碎屑堵塞，别说盐离子，连水都不能流过了。

盐度低的区域向盐度高的区域施加压力，以获得更多盐分。图片来源：KDS4444/Wikimedia CommonsCC0

另一种名为反电渗析（RED）的技术依赖于通过盐差所形成的电梯度。在这种技术中，通过屏障的目标对象不是水，而是带有正电荷的钠离子或带有负电荷的氯离子，这样一来，一边水域会带有正电荷，而另一边水域会带有负电荷。

这种电荷不平衡也能用于发电，但它的主要缺陷在于产电量不高。

然而，PSU团队提出了第三种方法，这种方法大大优于RED 和PRO技术。尽管这种方法带有少许“作弊”性质，但是用这种方法发电简直是易如反掌。

首先，研究人员拿出了RED技术——这种技术显然是非常有潜力的，但目前的效果还不够好。然后他们用一项名为电容式混合（CapMix）的技术与之结合，这种电容式混合技术使用正负两极来捕获带有盐差的两个不同水域之间的能源。

当这两种技术被分开独立使用时，产电量极低；一旦它们被结合使用，产电量急剧上升。一项发表于Energy and Environment Science杂志上的研究表明，用这种方法产出的成果和PRO技术所取得的成果一样；但这种方法更胜一筹的是：人们再也不用担心堵塞的问题了。

“让这种方法真正起效的有两个条件，一是让盐分到达电极，二是让氯化物能够穿过薄膜转移。这两个过程都会产生电压，最终你会在电极处和穿越薄膜的地方得到一个组合电压。” Gorski补充说道。

该方法尚处于早期研发阶段，但团队成员已大胆地表示这种混合技术的产电量能够高达全球电力需求的40%，并且不会造成巨大碳排放量。新型可再生能源将要步入世界舞台了吗？让我们拭目以待。

单靠一点盐，我们就能拯救气候变化中的地球吗？图片来源：Sthaporn Kamlanghan/Shutterstock

蝌蚪五线谱编译自iflscience，译者 李二宝，转载须授权

所谓盐差能，就是指海水与淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能。这种能量主要存在于河流与海洋的交接处。同时，淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。盐差能是海洋能源中密度最大的一种可再生能源。海洋盐差能可以用来发电在很久以前已被人们认识到。

其发电原理主要是：当把两种浓度不同的盐溶液盛在一个容器中时，浓溶液中的盐类离子就会自发地向稀溶中扩散，一直到两者浓度达到一致。所以，盐差能发电，就是利用两种含盐浓度不同的海水化学电位差能，并将其转换为有效电能。有学者在经过详细的计算后发现在17℃时，如果有1摩尔盐类从浓溶液中扩散到稀溶液中去，就会释放出5500焦的能量来。由此专家设想到：只要有大量浓度不同的溶液可供混合，就一定会有巨大的能量释放出来。经过进一步计算还发现，如果利用海洋盐分的浓度差来发电，它的能量可排在海洋波浪发电能量之后，但又要大于海洋中的潮汐能和海流能。

利用盐差能发电有多种方式，比如有渗透压式、蒸汽压式和机械一化学式等，其中渗透压式方案获得了人们最大的重视。将一层半渗透膜放在不同盐度的两种海水之间，通过这个膜会产生一个压力梯度，迫使水从盐度低的一侧渗透到盐度高的一侧，从而稀释高盐度的水，直到膜两侧水的盐度变成一致。此压力称为渗透压，它与海水的盐浓度及温度有着很大的关联。

盐差能是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能，是以化学能形态出现的海洋能。主要存在于河海交接处。同时，淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。盐差能是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源。

开放分类： 能源

可再生能源泛指多种取之不竭的能源，严谨来说，是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源，如化石燃料和核能。

大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源，而是百年甚至千年的。

随着能源危机的出现，人们开始发现可再生能源的重要性。

·太阳能

·地热能

·水能

·风能

·生物质能

·潮汐能

所有人类活动的基本能源都来自太阳，透过植物的光合作用而被吸收。

木材

柴是最早使用的能源，透过燃烧成为加热的能源。烧柴在煮食和提供热力很重要，它让人们在寒冷的环境下仍可生存。

动物牵动

传统的农家动物如牛、马和骡除了会运输货物之外，亦可以拉磨、推动一些机械以产生能源。

生物质燃料

此种燃料原为可再生能源，如能产出与消耗平衡则不会增加二氧化碳。但如消耗过量而毁林与耗竭可返还土壤的有机物，就会破坏产耗平衡。用生物质在沼气池中产生沼气供炊事照明用，残渣还是良好的有机肥。用生物质制造乙醇甲醇可用作汽车燃料。

水力

磨坊就是采用水力的好例子。而水力发电更是现代的重要能源，尤其是中国这样满是河流的国家。此外，中国有很长的海岸线，也很适合用来作潮汐发电。

风力

人类已经使用了风力几百年了。

太阳能

太阳直接提供了能源给人类已经很久了，但使用机械来将太阳能转成其他能量形式还是近代的事。

潮汐能

潮汐发电利用潮水涨落，世界已有电站容量１６ＧＷ。

从地球蕴藏的能源数量来看，自然界存在有无限的能源资源。仅就太阳能而言，太阳每秒钟通过电磁波传至地球的能量达到相当于500多吨煤燃烧放出的热量。这相当于一年中仅太阳能就有130万亿吨煤的热量，大约为全世界目前一年耗能的一万多倍。不过，由于人类开发与利用地球能源尚受到社会生产力，科学技术、地理原因及世界经济、政治等多方面因素的影响与制约。包括太阳能、风能、水能在内的巨大数量的能源，可以利用的仅占微乎其微的比例，因而，继续发展的潜力巨大。人类能源消费的剧增、化石燃料的匮乏至枯竭以及生态环境的日趋恶化，逼迫使人们不得不思考人类社会的能源问题。国民经济的可持续发展，依仗能源的可持续供给，这就必须研究开发新能源和可再生能源。

太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，也是人类可利用的最丰富的能源。太阳每年投射到地面上的辐射能高达1.05×1018千瓦时（3.78×1024J），相当于1.3×106亿吨标准煤。按目前太阳的质量消耗速率计，可维持6×1010年。所以可以说它是“取之不尽，用之不竭”的能源。但如何合理利用太阳能，降低开发和转化的成本，是新能源开发中面临的重要问题。

风能是利用风力机将风能转化为电能、热能、机械能等各种形式的能量，用于发电、提水、助航、制冷和致热等。风力发电是主要的风能开发利用方式。中国的风能总储量估计为1.6×109千瓦，列世界第三位，有广阔的开发前景。风能是一种自然能源，由于风的方向及大小都变幻不定，因此其经济性和实用性由风车的安装地点、方向、风速等多种因素综合决定。

对于核电站，人们有许多误解，其实核能发电是一种清洁、高效的能源获取方式。对于核裂变，核燃料是铀、钚等元素，核聚变的燃料则是氘、氚等物质。有些物质，例如钍，本身并非核燃料，但经过核反应可以转化为核燃料。我们把核燃料和可以转化为核燃料的物质总称为核资源。

近年来，许多发展中国家虽然都制订了一系列鼓励民企投资小水电的政策。由于小水电站投资小、风险低、效益稳、运营成本比较低，在国家各种优惠政策的鼓励下，全国掀起了一股投资建设小水电站的热潮，尤其是近年来，由于全国性缺电严重，民企投资小水电如雨后春笋，悄然兴起。国家鼓励合理开发和利用小水电资源的总方针是确定的，2003年开始，特大水电投资项目也开始向民资开放。2005年，根据国务院和水利部的“十一五”计划和2015年发展规划，中国将对民资投资小水电以及小水电发展给予更多优惠政策。

氢是一种二次能源，一种理想的新的含能体能源，在人类生存的地球上，虽然氢是最丰富的元素，但自然氢的存在极少。因此必需将含氢物质加工后方能得到氢气。最丰富的含氢物质是水，其次就是各种矿物燃料（煤、石油、天然气）及各种生物质等。氢不但是一种优质燃料，还是石油、化工、化肥和冶金工业中的重要原料和物料。石油和其他化石燃料的精炼需要氢，如烃的增氢、煤的气化、重油的精炼等；化工中制氨、制甲醇也需要氢。氢还用来还原铁矿石。用氢制成燃料电池可直接发电。采用燃料电池和氢气-蒸汽联合循环发电，其能量转换效率将远高于现有的火电厂。随着制氢技术的进步和贮氢手段的完善，氢能将在21世纪的能源舞台上大展风采。

地热是指来自地下的热能资源。我们生活的地球是一个巨大的地热库，仅地下10千米厚的一层，储热量就达1.05×1026焦耳，相当于9.95×1015标准煤所释放的热量。地热能在世界很多地区应用相当广泛。老的技术现在依然富有生命力，新技术业已成熟，并且在不断地完善。在能源的开发和技术转让方面，未来的发展潜力相当大。地热能是天生就储存在地下的，不受天气状况的影响，既可作为基本负荷能使用，也可根据需要提供使用。

海洋能通常指蕴藏于海洋中的可再生能源，主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能等。海洋能蕴藏丰富，分布广，清洁无污染，但能量密度低，地域性强，因而开发困难并有一定的局限。开发利用的方式主要是发电，其中潮汐发电和小型波浪发电技术已经实用化。波浪能发电利用的是海面波浪上下运动的动能。1910年，法国的普莱西克发明了利用海水波浪的垂直运动压缩空气，推动风力发动机组发电的装置，把1千瓦的电力送到岸上，开创了人类把海洋能转变为电能的先河。目前已开发出60-450千瓦的多种类型波浪发动装置。

此外，还有生物质能，是指植物叶绿素将太阳能转化为化学能贮存在生物质内部的能量，目前发展中的开发利用技术主要是，通过热化学转换技术将固体生物质转换成可燃气体、焦油等，通过生物化学转换技术将生物质在微生物的发酵作用下转换成沼气、酒精等，通过压块细蜜成型技术将生物质压缩成高密度固体燃料等。

发电原理是金属失去了电子被氧化，氢离子得到电子被还原。有了电子的定向移动所以产生了电流。比如盐水灯也是利用这个原理用盐水发电照明。

盐水的原理和一般的电池差不多，同样是使用两种不同的金属当电极，以电解质水溶液作为电解液，SALT在电解液中加入盐，使得整个化学反应过程安全无害，完全没有一不小心就可能起火燃烧的易燃材质或零件。研究团队表示，一杯盐水可以维持8小时的电力，在每天使用的情况下，零件至少可以连续使用6个月。

扩展资料

盐水LED灯的工作原理和电池相同，同样设有正、负两极，只是利用盐水代替电解质溶液而已。

这种灯的金属导线用两根装有盐水的玻璃管代替，以减少金属的消耗。由电解质溶液盒、石墨板、电池引线插头、散热孔、灯头等组成，电解质溶液盒活动地安装于电池盒中，石墨板固定安装在电解质溶液盒中，灯座盖合于电池盒的上端，灯头固定安装在灯座上，散热孔分布于电池盒的周壁。

参考资料来源：百度百科—盐水灯