nieuws

Nanotechniek brengt blauwe energie dichterbij

bouwbreed

Bij elke liter zoet water die mengt met zout water komt evenveel energie vrij als wanneer diezelfde liter van 200 meter hoogte naar beneden valt. Door die bron te benutten kan Nederland volgens theoretisch fysicus Ren van Roij in een deel van haar stroombehoefte voorzien.

Dat er veel energie gemoeid is met het mengen van zoet en zout water is al sinds de jaren 60 bekend. Elke eerstejaars student natuurkunde kan volgens Ren van Roij van de Universiteit van Utrecht de thermodynamische berekeningen uitvoeren waaruit dat blijkt. Rivierwater bevat 30 maal minder zout dan zeewater, waardoor bij menging een enorm drukverschil ontstaat. In feite verliest iedere liter zoet water die bij de Nederlandse kust de zee in stroomt 2 kilojoule aan energie. Dezelfde hoeveelheid die vrijkomt wanneer diezelfde liter van 200 meter naar beneden zou vallen. “Zouden dergelijke hoogteverschillen zich bij onze riviermondingen voordoen, dan stond ons land vol met valcentrales en zou de Nederlandse energievoorziening er compleet anders uitzien”, aldus Van Roij maandag tijdens een jaarlijkse conferentie van wetenschapsjournalisten en voorlichters.

Nanomaterialen

Dat het winnen van die energie geen louter academische droombeeld is, komt volgens de Utrechtse fysicus onder andere door de snelle ontwikkeling van nanomaterialen. Zo bestaan er zeer poreuze koolstofelektroden vol kleine kanaaltjes die een oppervlak hebben van zo’n 1000 vierkante meter per gram materiaal. Die worden nu bijvoorbeeld toegepast in de batterijen waarmee nooddeuren van Boeing-vliegtuigen mee kunnen worden geopend als alle stroom is uitgevallen. Aan het enorme oppervlak van de koolstofelektroden kunnen ionen gemakkelijk hechten. De Roij laat ze voor het winnen van de blauwe energie laden en ontladen met respectievelijk Natrium en Chloride ionen, de belangrijkste bestanddelen van (keuken)zout. De stroom die daarbij vrijkomt benut hij.

Het proces kan ook omgekeerd plaatsvinden. Door stroom toe te voeren kan van zout water zoet worden gemaakt. Volgens Van Roijs berekeningen kan dat met de nanogstuurde koolstofelektroden veel efficienter dan bij de gebruikelijke ontziltingstechnieken, waarbij zout water door membranen wordt geperst. “Zout water bevat veel meer water dan ionen, dus je bent heel veel water aan het verpompen, wat veel energie kost. Daarom is het scheiden van de ionen aan de elektroden veel slimmer.’’

Voor een efficiënt proces is het volgens Van Roij van belang de ladings- en ontladingsfase goed af te stemmen en te doseren. In zijn theoretische modelleerwerk heeft hij de optimale fasering berekend. Hij hoopt die kennis in te brengen bij proeven die inmiddels plaatsvinden bij waterkennisinstituut Wetsus in Leeuwarden.

Reageer op dit artikel

Gerelateerde tags

Lees voordat u gaat reageren de spelregels