Efficiëntere Blue Energy met nanobuisjes

Rijkert Knoppers

Het opwekken van elektriciteit door het mengen van zoet en zout water (blue energy) kan, door gebruik te maken van nanostructuren, aanzienlijk efficiënter. Dit stellen onderzoekers van het Franse CNSR in Nature.

Het benutten van de energetische verschillen tussen zoet en zout water kan op twee manieren. De eerste methode (toegepast bij ’s werelds eerste osmotische installatie, bij het Noorse Tofte) maakt gebruik van een membraan dat wel water, maar geen zoutionen doorlaat. Hierdoor stroomt water naar de zoute kant en ontstaat een drukverschil, waarmee elektriciteit is op te wekken. De andere methode (waarmee het Nederlandse Redstack werkt, onder andere bij een nieuwe proefinstallatie op de Afsluitdijk) gebruikt membranen die juist wel ionen, maar geen water laten passeren.

De Franse onderzoekers verwachten dat bij deze laatste methode, door het gebruik van membranen met nano­buisjes, aanzienlijk hogere elektriciteitsopbrengsten zijn te verwachten. Het beoogde membraan bestaat uit een vlies van ondoorlaatbaar materiaal, met daarin buisjes van boriumnitride met een externe diameter van enkele tien­tallen nanometers.

De onderzoekers onderzochten het ionentransport door een enkel nanobuisje en concludeerden dat het systeem in principe maar liefst duizend keer efficiënter is dan de huidige blue energy technieken.

‘Hoewel we de berekening op basis van het artikel niet kunnen nagaan, is het ons bekend dat systemen op nanoschaal grote vermogensdichtheden kunnen leveren’, reageert Simon Grasman, procestechnoloog bij REDstack. ‘In principe leveren onze systemen met normale membranen ook vermogens­-dichtheden van dezelfde ordegrootte wanneer ze op nanoschaal uitgerekend worden. Het is echter de kunst dit soort processen op te schalen naar in de praktijk werkende systemen. Dit is dan ook de huidige focus van ons bedrijf, het opschalen van de nanoschaal van het lab naar megaschaal voor energie­winning.’