用盐也可发电——海洋盐差能

全球约有71%的面积覆盖着海水，蕴藏着丰富的海洋资源。海洋资源是大自然储量巨大、人类可利用的能源，比如矿藏、石油和生物资源等。然而，还有一种特殊的能源，它就蕴藏在海水之中，十分隐蔽，这种能源就是盐差能。

盐差能是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源。在江河的入海处，一般海水含盐度为3.5%，河水的盐度很低，大约只有海水的五十分之一，盐度差导致海水对于淡水存在着渗透压以及稀释热、吸收热、浓淡电位差等浓度差能，这种能量可以用以转换成电能。理论上，河-海交汇处的盐差能密度约为0.8千瓦时每立方米，全球各河口区盐差能总储量高达30太瓦，可能利用的有2.6太瓦，我国的盐差能估计为1.1×108千瓦。

目前，世界上很多国家都在对海洋盐差能进行研究，总体还处于初期阶段。现在比较成熟的盐差能发电的能源转换方式有三种：渗析电池法、渗透压能法、蒸汽压能法。其中，渗透电池法受到科学家们广泛关注。该方法中的重要组件是高性能离子交换膜，它的作用是进行离子传输，实现能量转换。研发出价格便宜、性能优异、稳定性良好的离子交换膜是实现盐差能量转换的关键因素。

中科院理化所闻利平研究员团队以渗析电池法为基础进行相关研究，制备出了高性能离子交换膜，实现了2.86 W/m2的能量输出。该研究主要是利用天然的蚕丝与大规模生产的阳极氧化铝组装成异质结构。该复合膜具有非对称的孔道尺寸，非对称的电荷极性，以及非对称的化学行为。这种非对称结构有助于减少浓差极化的影响。而且天然的蚕丝以及规模化的氧化铝的成本较低，这为大规模的生产与应用提供了基础。

盐差能发电是一项新兴的绿色能源，目前盐差能发电还处在初级阶段，但随着高效、耐久且经济的渗透膜的研制，以及其它相关技术的协同发展，盐差能发电成本将会不断降低，成效会不断提高，相信未来盐差能发电会得到更好的发展。

来源：科普中国