也許你聽說過海水發(fā)電，這是一種利用海水溫差或潮汐力推動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電的技術(shù)，不過由于成本較高，在全世界的應(yīng)用極少。賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種全新的混合技術(shù)，可在河流入海口安裝發(fā)電設(shè)備，利用淡水和海水之間鹽濃度的差異來發(fā)電，可產(chǎn)生滿足全球用電需求40%的電力。

當(dāng)?shù)龅胶Ｋ袃煞N方法可以產(chǎn)生電力。一種是壓力延遲滲透（PRO），可以選擇性地允許水通過半透膜輸送，同時(shí)排除鹽分，然后利用這個(gè)過程產(chǎn)生的滲透壓，通過渦輪機(jī)轉(zhuǎn)化為電力。另一種方法是反向電滲析（RED），可以利用離子交換膜的電化學(xué)梯度來產(chǎn)生電壓，當(dāng)氯離子或鈉離子通過離子交換膜進(jìn)行選擇性傳輸時(shí)就產(chǎn)生了電力，由于離子交換膜只允許帶正電或負(fù)電的離子通過，所以只有溶解的鹽才能通過，而不是水本身。

雖然這兩種方法都是捕獲能量最成功的方法，但都存在很大的短板。PRO方法是迄今為止最好的技術(shù)，可以高效地產(chǎn)生電力，但半透膜的孔非常小，面臨細(xì)菌或顆粒物卡在上面的污染問題，時(shí)間一長(zhǎng)水便不能通過了，此外PRO也沒有能力承受超咸水的滲透壓力。RED方法由于離子交換膜不需要水通過，不容易被污染，但它不具備產(chǎn)生大量電力的能力。

后來科學(xué)家們又發(fā)明了一種電容混合（CapMix）的方法，將兩個(gè)相同的電極放在不同類型的水中（如淡水和海水）產(chǎn)生的電壓來發(fā)電，但這種方法同樣不能產(chǎn)生大量的電力。研究人員于是想到了將RED和CapMix技術(shù)結(jié)合在一起的辦法，構(gòu)建了一個(gè)有兩個(gè)通道的流通池，每個(gè)通道用陰離子交換膜分開，里面放置鐵氰化銅電極，并用石墨箔作為集電器。然后一個(gè)通道供應(yīng)海水，一個(gè)通道供應(yīng)淡水，周期性地切換水的流路以允許電池充電并進(jìn)一步產(chǎn)生電力。在測(cè)試中，這種方法產(chǎn)生的電力峰值達(dá)到了12.6瓦/平方米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了RED，和PRO的最大計(jì)算值（9.2瓦/平方米）水平相當(dāng)，還回避了污染問題。

雖然這種方法很有希望，但研究人員依然在開展進(jìn)一步的研究，以解決電極的穩(wěn)定性問題，并檢測(cè)海水中的其它成分，如鎂和硫酸鹽對(duì)電池性能的影響。這項(xiàng)技術(shù)如能真正投入量產(chǎn)，或許會(huì)對(duì)全球能源結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的影響，每條河流的入?？诙紝⒊蔀榘l(fā)達(dá)的電力生產(chǎn)基地，對(duì)于受困于氣候變暖而焦頭爛額的我們來說，地球終于有救了！

這項(xiàng)研究最近發(fā)表在《能源與環(huán)境科學(xué)》上。