盐差“发条”发动机有望研制成功—我的新战场

去年的忙碌收获喜人，我发明了盐差超级离子电流环，离子电流强度可远在超导体最大载流量之上。利用这一技术将造出地球上无出其右的超级强磁场。现有依赖Francis Bitter技术的 100特斯拉的世界纪录，将尝到bitter的苦味。

最近新的科研战场布局形势一片大好，上星期又提交了另一项具有重大突破的专利：渗透储能“发条”暨间接太阳能盐差马达驱动的大型电厂。

不像前一个发明直接获得离子电流，但要同时依赖质子交换膜和阴离子交换膜，而新发明仅依赖价格适中的水分子半透膜，将渗透压直接输出动力，就像大型发条那样，缓缓释放机械能量。

该发明完全可以DIY，即靠自己就能组装出来，只要购齐通用液压部件和非食用级盐，无须专门工厂定制生产。当然，普通人没时间搞这些，工厂化定制预装，或专业安装公司，都将会有巨大的市场。

普通海水就免了，因为盐度仅10%的饱和度，能量密度太低。饱和盐水的渗透压相当于500个大气压，匹配甚至略超早已商用化的液压油工况。通过油水隔离驱动液压部件，就可驱动液压马达输出动力了。

其实流体动力学，可用电学类比法方便地研究，只需搞清楚参量的等价性，例如液流量等价于电流量，压力等价于电压，流阻等价于电阻。

由电学功率 P = V²/R可知电功率与电压成平方比的关系，顺推至流体动力学，液流功率也与压力成平方比。饱和盐水的渗透压比海水高出20倍，所以同样面积的半透膜，即同样流阻，可获得400倍高的功率！

下图是我正在研制的原型机“谍照”。

 

一旦渗透发条没劲了，就要“充电”。很简单，把盐水倾泻进大面积晒盐池，“打个电话”叫太阳尽快蒸发至饱和浓度即可。太阳落山了也没关系，在气温以及相对湿度合作下，晚上的晒盐池照样不停地蒸发，只不过比太阳直射时稍慢而已。

只要是个农民，划拨些土地晒盐是不成问题的，所以将来的拖拉机就靠自己家的晒盐池来养，不再需要柴油了。

不像特斯拉的电动车充电时间那么久，渗透马达驱动的车辆“充电”就几分钟的事：把稀得不行的盐水到进晒盐池，等几秒钟盐水混合均匀后，再泵到车辆的盐水罐就完事。

倾倒之前假定池液已经晒至饱和，只要盐水池库存容量大于20倍的车辆罐容，几分钟内抽进罐的盐水就有95%以上的饱和度。“发条”几近上满，车辆又可到处开了。

我的试验结果表明，每平方米的晒盐池吸收的直接或间接太阳能，夏天平均为5瓦/平方米，预估全年365x24小时平均2.7瓦/平方米。

有点寒碜？太阳高照时的瞬时功率密度可达1360瓦/平方米，我只平均获取5瓦/平方米。别贪，切记佛经的教诲：弱水三千只取一瓢饮！

你可知道农民伯伯弱水三万只取一瓢？不信我算给你看：

已知1亩地666平方米，用上袁隆平的高产水稻技术，年收入撑死了不到亩收人民币￥800元，即800/666 = ￥1.2/平方米/年。假定电价￥0.3/度（1度=1千瓦小时），设实际卖出价钱的功率密度变量ED，则有下列方程：0.3 x ED x 365 x 24/1000 =  1.2。

求解ED = 0.45 瓦/平方米。

对比实现机械化耕作的美国农场主，他们的生产力更高，只需从太阳能抠出0.37 瓦/平方米，按每度能量0.05美元出售，就能获得每英亩700美元的当地统计平均效益（1英亩 = 4047平米 = 6.1中国亩）。

赶紧跪拜农民的大恩大德，太阳送来1360瓦/平方米的能量普照大地，而农民种庄稼，相当于只取不到一个零头的0.45瓦/平方米，以市电价格一半不到的单价，卖给广大食民！

其实，经科学计算，太阳能用于光合作用后，植物的有效平均吸收仅有45瓦/平方米。就算这样，我们吃的粮食仅付了1%的能量价值。

可见，无须太贪婪，只须地面可采收的功率密度达到0.5瓦/平方米以上，就比种庄稼强。这正是小数怕积分的数学体现。

听说过太阳塔没有？又称太阳能热风塔，它的设计宗旨就是冲这个指标去的。可惜，目前已完工的工程的功率密度仅0.11瓦/平方米，即西班牙占地46公顷的示范工程，仅产出50千瓦。中国在内蒙搞的类似工程好像乱尾了。

不扯远了，还是拉回焦点。

养一台拖拉机，每天干重活的能源需求等价于33度电，则要520平方米的晒盐池供养。当然，你不玩拖拉机，只想家里每月1000度电自己解决的话，需要另配一台最简单的发电机，用盐差“发条”的液压马达驱动即可。

盐水板厚度3 cm左右为宜，不要晒到结晶析出。这不是生产盐，总盐量是守恒的。

很激动：未来大规模的廉价能量储存方案，终于被我久觅之后找到了！

现有的泵送高位水库储能技术，对地形要求太苛刻。而我的晒盐场储能技术，成本与前者相当，惊喜的是地质条件的束缚彻底解除。

甚至沙漠地区也能用本技术，而且那里的蒸发量高于普通地区3倍左右，使得面积功率密度大幅提高至10瓦/平方米。将海水抽到沙漠地区，一边晒盐一边发电，卖盐卖电的收入足够支付泵送成本。随着空中水气的积累，降雨量会有所增加，长久下来还可将沙漠改造成绿洲！

中东地区605平方公里的死海，这下可发达了，摇身一变就可弄成1.6 GW的大电厂，这还只是按保守的2.7瓦/平方米刮取蒸发能量计算得出，实际可能还要大很多。一旦解决好了能源和淡水问题，说不定此技术能给饱受战争蹂躏的地区，意外带来永久的和平呢！

 

参考信源

 

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

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

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

 

4、[转载]内蒙在西部沙漠建太阳能热风发电站 http://blog.sciencenet.cn/blog-533560-890946.html 

5、太阳能热风发电塔或有助解决能源苦恼http://www.chinaero.com.cn/rdzt/qjny/tyn/04/146212.shtml

6、盐差扯淡新能源没戏？峰回路转Z曙光乍现！http://blog.sciencenet.cn/blog-2339914-1091819.html

7、Solar updraft tower http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_updraft_tower 

 

转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自魏焱明科学网博客。
链接地址：http://blog.sciencenet.cn/blog-2339914-1102002.html