Ingeniører fra Rutgers University i USA har banet veien for at vi kan få fatt i den såkalte blå energien, som kan høstes de stedene der elvevann renner ut i havet.
Blå energi produseres ved at positive natriumioner vandrer fra et kar med saltvann gjennom en membran over i et kar med ferskvann, samtidig med at membranen holder de negative klorionene tilbake.
Resultatet er en spenningsforskjell mellom de to karene som kan utnyttes ved å forbinde dem med elektroder.
Slik produseres blå energi:
Havvannet er fylt av elektriske ladninger
Salt som er oppløst i vannet, opptrer som positive natriumioner og negative klorioner.
Positive ioner vandrer gjennom nanorør
Membranen er fylt med nanorør av bornitritt, som bare lar de positive ionene slippe igjennom.
Spenningsforskjellen vokser
Etter hvert som flere og flere ioner vandrer fra saltvannet til ferskvannet, stiger forskjellen på ladningene i de to vannbeholderne.
Kraftverk høster den elektriske strømmen
Spenningsforskjellen mellom de to beholderne skaper en strøm av elektroner som vandrer via elektroder fra saltvannet til ferskvannet. Den elektriske strømmen høstes i et kraftverk som sender den ut i strømnettet.
Forskere har tidligere skapt membraner som var fylt med nanorør av bornitritt, som ionene kunne flyte gjennom, men de har ikke vært effektive nok.
Problemet er å få nanorørene til å sitte tett sammen og vinkelrett på membranens flate, slik at mange nok ioner kan trenge igjennom.
Det har de amerikanske ingeniørene nå klart. Ideen var å gjøre nanorørene magnetiske og deretter bruke et magnetfelt til å manipulere dem på plass og få dem til å sette seg riktig i den polymerfilmen membranen består av.
Forskerne ga først nanorørene et positivt ladet belegg og badet dem deretter i en oppløsning med partikler av jernoksid.
Deretter var det mulig å kontrollere nanorørenes orientering helt presist i den flytende polymermassen.
Da massen størknet, hadde forskerne en 6,5 mikrometer tykk membran med 10 millioner nanorør per kvadratcentimeter.
I de senere testene viste det seg at membranen produserte fire ganger så mye elektrisitet som tidligere membraner.
Effektiviteten kan antagelig forbedres ytterligere, fordi bare to prosent av nanorørene var åpne i begge ender. Forskerne vil derfor finne nye måter å etse begge sider av membranen på, slik at flere av rørene åpnes opp.
Potensialet i blå energi er enormt. Hvis møtet mellom alt verdens elvevann og sjøvann ble utnyttet, ville det generere 2,6 terawatt blå elektrisitet – som svarer til strømproduksjonen på 2000 atomkraftverk.