渗透力

渗透力、盐度梯度力或蓝色能量是从海水和河水之间的盐浓度差异中获得的能量。两种实用的方法是反电渗析(RED)和压力延迟渗透(PRO)。这两个过程都依赖于膜的渗透。主要废物是苦咸水。这种副产品是正在利用的自然力量的结果：淡水流入由咸水组成的海洋。1954年，Pattle提出，当河流与海洋混合时，就损失的渗透压而言，存在未开发的能量来源，但直到70年代中期，使用选择性渗透膜来利用它的实用方法才出现：概述了勒布。通过压力延迟渗透发电的方法是由SidneyLoeb教授于1973年在以色列贝尔谢巴的内盖夫本古里安大学发明的。勒布教授产生了这个想法，部分原因是他观察到约旦河流入死海。他想收集两种水溶液（一种是约旦河，另一种是死海）混合所产生的能量，而这两种水溶液在这种自然混合过程中会浪费掉。1977年，勒布教授发明了一种通过反向电渗析热机发电的方法。这些技术已在实验室条件下得到证实。它们正在荷兰(RED)和挪威(PRO)开发成商业用途。膜的成本一直是一个障碍。一种基于电改性聚乙烯塑料的新型低成本薄膜使其适合潜在的商业用途。已经提出了其他方法并且目前正在开发中。其中，基于双电层电容器技术的方法和基于蒸气压差的方法。

盐度梯度发电是一种特定的可再生能源替代品，它通过使用自然发生的过程来创造可再生和可持续的电力。这种做法不会污染或释放二氧化碳(CO2)排放物（蒸汽压法将在低压下释放含有CO2的溶解空气——这些不凝性气体当然可以重新溶解，但会产生能量损失）。正如琼斯和芬利在他们的文章“盐度梯度功率的最新发展”中所说，基本上没有燃料成本。盐度梯度能量是利用“淡水和海水的渗透压差”资源。建议使用盐度梯度技术的所有能量都依赖于蒸发以将水与盐分开。渗透压是盐的浓溶液和稀溶液的化学势。当查看高渗透压和低渗透压之间的关系时，盐浓度较高的溶液具有较高的压力。存在不同的盐度梯度发电，但最常讨论的一种是压力延迟渗透(PRO)。在PRO中，海水被泵入压力室，压力室的压力低于淡水和盐水的压力差。淡水在半透膜中移动并增加其在腔室中的体积。当腔室中的压力得到补偿时，涡轮机旋转以发电。在布劳恩的文章中，他指出这个过程很容易以更细分的方式理解。两种溶液，A为盐水，B为淡水，由膜隔开。他说只有水分子可以通过半透膜。由于两种溶液之间的渗透压差，因此，来自溶液B的水将通过膜扩散以稀释溶液A。压力驱动涡轮机并为产生电能的发电机供电。渗透可以直接用于将淡水从荷兰泵入大海。目前这是使用电动泵完成的。

耶鲁大学2012年的一项效率研究得出结论，在采用海水抽取溶液和河水给水溶液的恒压PRO中，最高可提取功为0.75kWh/m3(2.7kJ/l)，而混合自由能为0.81kWh/m3(2.9kJ/l)—热力学萃取效率为91.0%。

虽然盐度梯度功率的机制和概念仍在研究中，但该电源已在几个不同的位置实施。其中大部分是实验性的，但到目前为止，它们主要是成功的。各种利用这种力量的公司也以许多不同的方式这样做，因为有几个概念和过程可以利用盐度梯度的力量。

海洋和河流环境在水质即盐度上存在明显差异。每种水生植物和动物都适合在海洋、咸水或淡水环境中生存。有些物种可以同时容忍这两种情况，但这些物种通常在特定的水环境中茁壮成长。盐度梯度技术的主要废物是苦咸水。将微咸水排放到周围水域，如果大量且有规律地排放，将导致盐度波动。虽然盐度的一些变化是常见的，尤其是在淡水（河流）无论如何都流入海洋或大海的情况下，但这些变化对于两个水体来说变得不那么重要了，因为添加了微咸废水。水生环境中的极端盐度变化可能导致动物和植物的低密度发现，这是由于对突然严重的盐度下降或尖峰的不耐受。根据流行的环保主义观点，未来大型蓝色能源设施的运营商应考虑这些负面影响的可能性。通过将微咸水抽到海中并将其释放到远离表层和底部生态系统的中层，可以xxx限度地减少咸水对生态系统的影响。由于PRO和RED计划都使用了大量的河流和海水，因此取水结构的冲击和夹带是一个问题。进水口施工许可证必须符合严格的环境法规，并且利用地表水的海水淡化厂和发电厂有时需要与各种地方、州和联邦机构合作，以获得可能需要长达18个月的许可。