盐差扯淡新能源没戏？峰回路转Z曙光乍现！

众所周知：海水与河水的含盐量是极不平等的。而扯淡是大自然的天性—自由、平等、博爱，所以哪里有不平等，哪里就有天赋追求平均化的强大动力和能源！

早在1748年，法国神职人员兼物理学家Jean-Antoine Nollet，就发现了不同浓度溶液界面间的渗透现象。

图1：渗透前后示意图

约一个半世纪之后的1885年，第一位诺贝尔化学奖得主Jacobs Henricus Van't Hoff，首次量化了渗透压，他把溶质想象成理想气体的质点，直接套用了PV = nRT的状态方程。

公式化时，用Π代替P表示压力更形象，于是就有了下式：Π = iMRT，这里i和M取代了n/V，更突出了对分子或离子个数的依赖性：i – 溶解前后质点个数比，例如食盐NaCl由1个分子变成2个离子，i = 2； M – 体积摩尔浓度。

照此公式可计算出海水的渗透压高达27个大气压，也即入海的河水，理论上可将附近海水举高270米！对比三峡大坝的水头落差才113米，可见海水扯淡的能量极为巨大！

学术界当然不会放过这么优质高能的清洁能源。以色列教授Sidney Loeb，是第一个发明用PRO（Pressurized Retarded Osmosis 怼压渗透）方法，开发扯淡能量的人，他的专利在1973年获批了。

然而，理想很丰满，现实很骨感。他的专利一直没有获得大规模利用，仅在以色列搞到中试阶段，这主要受制于当时半透膜的技术尚不成熟。

最近一次，也是唯一一次最接近商业化前夜的示范项目，是在2009年11月24日投运的挪威Statkraft公司4千瓦海水扯淡发电厂，由挪威公主Mette Marit剪彩。

图2：挪威公主视察海水渗透发电厂

 

图3：开心格格与公司管理层亲切茶叙

遗憾的是，该厂试运行几年后，于2014年宣布搁置商业化推广，个中缘由无外乎膜的效率低，而且成本死贵，无法与其它低成本新能源竞争。

这么优秀的扯淡技术就此拉倒？是可忍孰不可忍？窃以为，这一定是发明创造还没有探底到位！

海水盐差发电的能量密度，据计算每立方约有不到1度电。它的27个大气压，如何拿来做功是个很伤脑筋的问题。

若用透平机，肯定与用于常规水电的那种有所不同，挪威用的那个透平机，我认为效率是极其低下的；若用液压马达，压力又嫌低了，一般液压马达工作压力200个大气压左右，而且工质必须是液压油，至于咸水直接进液压马达的美好愿望，则因诸多难题而无法商用，非得搞水油界面转换不可，可偏又碰到油遇水酸化问题。

明知山有虎，偏向虎山行。科学网上的博友李维纲先生，他倒是绕开PRO，直接玩第二类永动机—盐差扯淡永动机。看了他的文章（图说——利用渗透压构造第二类永动机的理论和实验），感觉原理似乎行得通，但估摸也就仅有理论价值，或可做教学演示之用，但根本无希望成大器。

碰巧，今年我也转战渗透压新能源技术研究，并于近期提交了一项发明专利申请。我的思路是直接用渗透压驱动物理电池—一种无需电化学反应的电池，因而基本模型是没有电极的。

没有电压输出、没有正负极桩，这也敢叫电池？没错！这是因为它能产生闭合环形离子电流，即重子电流，而不是常规导线内流动的电子流，即轻子电流。

常规电池驱动负载时，用的是混合闭环电流— 一半轻子电流（电池外）+ 一半重子电流（电池内）。因为“电子不下水 + 离子不上岸”的缘故，两种电流的界面上，必须有化学反应才能转换。我的渗透电池为纯种重子电流发生器，所以避开了电化学反应。

目前，所有的电器负载，内部都只容许轻子电流流动。固体材料的晶格上的原子是不能流动的，电子只许在晶格间“游泳”。若幻想将电子固定，让重子的原子在电子海洋中“游泳”，这无异于天方夜谭。

因而，我的重子电流电池，无法直接驱动常规电器负载。但没有这样的负载，不等于不能创造出这样的电器。我只好大胆提出重子电流驱动的电动机，有了此电机，就可以获得普通轻子电流输出的电源；有了它，其它电器就不必搞电流重子化，维持现状即可间接被渗透电池驱动。

轻子电流可产生磁场，这是常识；重子电流照样可以产生磁场。同样的电流安培数，同样的线圈匝数，一定得到同样的磁场强度。欧洲强子对撞机LHC的质子流的磁效应，早已经得到验证。

一般的电动机，内部定子或者转子有漆包铜线绕组，而重子电机只好改用塑料管绕组了。我的渗透电池闭环中的一段，接到此特种电机的2个水管接口上就行了。水管由细换粗成本很低，而同等直径的漆包铜线则贵的肉痛，也重的一塌糊涂！水管额定可载重子电流，呈指数级高于等径铜线的轻子电流。故而做电机绕组，水管线不需要那么多匝数，关键要解决好电流换向时的密封。

这种物理电池，也能做成可“充电”的。只不过它的“充电”方式就是通过逆渗透恢复各液室的预设浓度。若天时地利使得电解质免费，如海边用之不竭的海水，“充电”就免了吧，直接将用过的废液倒掉，再就地取材填充新液。

若用于电动车，需要配套便利的换液站。好在技术难度和投资都不大，将来搞得像加油站那样普及也不是难事。

为得到大的重子电流，需要盐差或酸差尽量大，所用盐液或酸液尽量达到饱和浓度，以利于高渗透压驱动。例如，若用饱和盐酸，理论渗透压可达上千大气压。

渗透电池的另外一个亮晶晶的优势是她的极低漏电率。若关紧所有阀门再储存，放它几十年后，几乎还是满电。且因无极板电化学反应，也就没有可充放电循环极限数的限制，也无记忆效应，也就是说永不失效。对比铅酸蓄电瓶，若1个月不用不充，就可漏电到不能启动车了。由于内部极板逐渐出现不可逆硫化，必定存在一个可充放循环的极限数，超极限的电池就报废了。其实，任何现有可充电电池，若闲置一年，那么，不只是漏电那么简单，而是坏到难以修复。家家户户都能搜罗出大把放坏了的电池。

渗透电池发明的意外斩获是：她可产生极其强大的磁场！据此特殊设计的装置，可望打破现有人造连续磁场强度的世界纪录—100特斯拉！而中国科研攻关苦战八年的极限磁场能力，也不过45T，不到美帝的一半。概述及研制过程的艰辛参见：大美强磁场。它本质上就是一个螺旋叶片板圈，原型于1933年由美国物理学家Francis Bitter发明。任何国家在此基础上的改进，基本都是国家机密，中国也守口如瓶。

用轻子电流产生极限磁场，代价极其高昂，且不说每小时高达数千美金的用电及运行成本，仅安全防护设施就是不得了的大阵仗，说不定实验前还要疏散建筑物内人员。

重子比轻子至少重1834倍。若用质子流的话，产生1百万安培的重子电流，质子交换摸的传质通量为每秒10克质子。若用钠离子，则比质子还要重23倍。是故本发明推荐使用质子流—也就是最轻的重子流。

甚至超导线圈产生的轻子电流，对照我的渗透电池的最大重子电流，也显得相形见拙。

要广义发嗲的话，或许可以怪嗔对称性破缺—宇称不守恒：为何到处都是轻子电流应用，却不见重子电流应用？我的这一发明总算让重子电流填补空白，派上了大大的用武之地！

恕不更多透露我的渗透电池之技术细节，以免离题太多。待时机成熟之时，将逐步暴料，请静候佳音！

中国的海岸线漫长，河流密布，众多入海口的扯淡新能源，总量高得惊人，若能善用，势必盖过当前风光无限的其它新能源。

现今骨干电网调峰采用的储能技术，清一色是抽水蓄能水库，能量密度极低，100米高的山间水库仅0.28Wh/kg，但好在成本优势。对比我的渗透电池储能，能量密度较之以几何级数增高，而成本却仅以算术级数略增。可见，未来此技术发展成熟后，取代抽水蓄能将会势不可挡！

总之，随着我的渗透电池技术问世，扯淡技术后劲十足，前途一片光明！

 

参考信源：

1、我国最高强度稳态磁场创造新纪录：强磁场中心磁体产生35万高斯http://www.hf.cas.cn/xwzx/tpxw/201404/t20140417_4092820.html

2、渗透压：https://baike.baidu.com/item/%E6%B8%97%E9%80%8F%E5%8E%8B

3、Bitter electromagnet：https://en.wikipedia.org/wiki/Bitter_electromagnet

4、Statkraft osmotic power prototype：https://en.wikipedia.org/wiki/Statkraft_osmotic_power_prototype_in_Hurum

5、盐差能：https://baike.baidu.com/item/%E7%9B%90%E5%B7%AE%E8%83%BD

 

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[千瓦厚]

DuPoint的Nafion质子交换膜拿去做氢气燃料电池，真是糟蹋好东西。
燃料电池注定不会大规模商用，就凭离不开铂金属催化。这么昂贵的金属，大众化消费
不可能！
Nafion用在我的渗透电池内，寿命将大幅度延长。
谁知道哪家的阴离子交换膜做得好？