Onderzoekers van de Amerikaanse Stanford University hebben een manier gevonden om water te gebruiken voor de opwekking van elektriciteit. Zij gaan daarbij niet uit van de klassieke waterkrachtcentrale, maar gebruiken het zoutgehalte in de zee om stroom op te wekken.

Daar hebben verschillende wetenschappers al theorieën over gemaakt. De onderzoekers van Stanford hebben echter een zeer opvallend idee: Zij willen de oceanen en rivieren gebruiken als batterij.

Ionen uit zout scheiden

In een normale op- en ontlaadcyclus van een batterij worden elektronen uitgewisseld met ionen, die verwisselen van plaats tussen een opslagmedium (in dit voorbeeld de batterij) en de elektroden. Normaal gesproken blijven de ionen zelf opgeslagen in de batterij. In de manier van deze wetenschappers is dat echter anders: De ionen kunnen zich hier uitwisselen met het water dat er doorheen stroomt.

Het apparaat van de onderzoekers heeft elektronden die specifiek reageren met zoutionen die in zeewater voorkomen. Eén daarvan is bijvoorbeeld van mangaandioxide, dat met natriumionen reageert en Na2Mn5O10 vormt. Deze materialen zijn goedkoop, milieuvriendelijk en hebben een hoge energiedichtheid.

De Amerikaanse techsite Arstechnica merkt op dat de onderzoekers bij de andere elektrode niet zo oplettend waren. Die is namelijk van zilver, dat reageert met chloor. Zo scheiden de twee elektroden in het apparaat de ionen die ontstaan als natriumchloride (standaard keukenzout) oplost in water.

Twee terawatt aan stroom

Dit zorgt voor een eenvoudige cyclus. Als er zout water over de elektroden vloeit, slaan zij de ionen op. Dit zorgt voor een opgeladen batterij. Als het zoutwater wordt ingewisseld voor zoetwater, kan de cyclus omgedraaid worden. Daarvoor moeten er wel eerst elektronen tussen de twee elektroden stromen. Die elektronen zorgen dan voor bruikbare elektriciteit.

Er zijn enorme hoeveelheden elektriciteit per apparaat beschikbaar. De wetenschappers schrijven dat een zoetwaterstroom van 40 kubieke meter per seconde ongeveer 100 megawatt zou kunnen opwekken. Wereldwijd gezien zou dat ongeveer twee terawatt aan stroom zijn. Dat is ongeveer 13 procent van de wereldwijde energieconsumptie.

Het idee zou daarmee bij kunnen dragen aan het aandeel van hernieuwbare energie. Het kan in ieder geval de klok rond stroom opwekken, mits het zoetwater gescheiden kan worden va het zoute water.

Zonne-energie opslaan

De onderzoekers hebben ook een minder opvallende, maar wel meer bruikbare toepassing voor hun idee. Het systeem kan namelijk ook gebruikt worden om zonne-energie op te slaan. Met behulp van zonne-energie kan men namelijk zoetwater laten verdampen uit een zoutvoorraad. Daardoor ontstaat een materiaal dat de batterij kan ontladen. De onderzoekers demonstreerden één van deze apparaten. Het ding kan meer dan honderd cycli draaien zonder dat de opgewekte stroom minder wordt.

De wetenschappers stellen daarnaast dat van al hun apparaten de geometrie van de elektroden nog verbeterd kan worden. Zo zou de batterij nog efficiënter worden.