据悉,此新技术其实是利用了液体的渗透原理。当淡水和海水在一起时,由于淡水的盐度大大低于海水,两者就会发生物理渗透反应,即淡水向海水渗透,从而可能产生巨大的海水渗透压,最后通过特别的设备即可形成水流推动水轮或涡轮机发出电力。
在演示实验中,专家们最重要的突破是使用了一种被称为“半透膜”的特殊薄膜。只见数万根内部安装有半透膜的细长管道整齐、密集地竖立着,每根管道直径为20厘米、高1米,系中空的圆柱体,管道两端都有注水孔,通过注水孔即可向管道中注入淡水,而在管道外壁与内壁之间的密封空间里,则事先已注入海水。这样,管道中间的淡水会通过半透膜内壁渗透到外侧的海水中去。如果向管道中间不停注入淡水,外侧的海水水压会不断升高,此时要是在外壁上开一小孔,海水即会势头汹涌地喷射出来,形成的强大水流便可推动水车发电。据悉只要有3台类似的装置联动,就可能发出3000瓦电力,已能基本满足一个普通家庭的用电要求。
在渗透发电技术中,半透膜的设计、制作最为关键。优质的半透膜必须渗水性能好又经久耐用,而且还能最大限度地阻止盐分通过。目前,专家们还设计让半透膜带电,由此加速了淡水向海水的渗透过程。日本人乐观地设想:如果在河流的入海口使用一种大型的单向渗透半透膜,将河水与海水分开的话,就能获得巨大的海水渗透压,推动巨型涡轮机发电。
跟常见的楼顶式太阳能电池板或小型家用风力发动机相比,利用新技术的实验装置发出的电量差不多,但有个很大的优势:不必受气候左右。而其短处是:在运作80天之后,半透膜便必须更换,原来,利用的淡水是生活污水,虽然已经过处理,但杂质仍多,时间一长便会被吸附在半透膜上,使得水流不畅,最终影响发电效果。而如果使用无杂质淡水,则还须耗费更多电力驱动污水处理设备,成本也随之大大提高。目前专家们正尝试各种办法来增加半透膜的使用寿命,其中包括:在半透膜表面涂上一层不易沾污的油漆、添加微小突起、不时切换带电半透膜的正负电极等等。
据推出此新技术的东京工业大学披露,如果在日本全国各地的河流入海的交汇口,都能利用上充足的淡水和海水资源发电,总电量可达600万千瓦,跟6台大型核电站相当。更重要的是,渗透压发电法是一种非常“绿色”的发电方式,因为海水渗透压是一种从自然中获得的能源,不会产生任何污染环境的副产品,更不会排放出二氧化碳。此外,由于海洋与河流是现成的资源,成本付出自然相对较低。而正当全世界都在寻找不排放二氧化碳的“环保能源”时,新技术有望帮助人类实现这一“绿色梦想”。 唐若水