PWS Blue Energy



  • Hallo iedereen,

    Ik ben nieuw op dit forum dus ik zal eerst beginnen met uitleggen wat ons PWS inhoudt. Blue Energy betekent eigenlijk niet anders dan het opwekken/winnen van energie/stroom uit the Blue ofwel water. Wij focussen ons vooral op het verschijnsel dat er energie kan worden gewonnen uit het verschil in de zoutconcentraties tussen zoet rivierwater en zout zeewater. Dit kan door middel van osmose.

    Een van de manieren is simpelweg zoutwater en zoetwater in een tank gooien, waarin twee compartimenten zijn gescheiden door een membraan. In het ene compartiment zit het zoete water, in het andere compartiment het zoute. Door osmose gaat het waterpijl in het compartiment van het zoute water stijgen "ten koste van" het waterpijl in het zoete gedeelte. Uit dit hoogteverschil kan vervolgens energie worden gewonnen (dit heet Pressure Retarded Osmosis -> PRO http://en.wikipedia.org/wiki/Pressure-retarded_osmosis).

    Er is ook nog een andere manier om energie te winnen uit zout en zoet water met behulp van omgekeerde electrodialyse. (RED = Reversed Electro Dialysis). Helaas snap ik nog niet hoe dit werkt en in het algemeen waarom osmose optreedt.

    Ik heb dus eigenlijk meerdere vragen over osmose:

    • Waarom treedt osmose op
    • Hoe werkt RED

    Verder vraag ik mij ook nog af, hoe wij een testopstelling kunnen bouwen om een proef te doen om de invloed van de temperatuur en de hoeveelheid opgelost zout te meten op de effectiviteit van de opstelling. Hoe komen wij aan membranen bijvoorbeeld, hoe bouwen we een testopstelling. Verschillende membraan producerende bedrijven hebben al een mail van ons in de brievenbus gehad, maar tot nu toe heeft geen enkel bedrijf aangeboden ons te helpen.



  • Beste,

    Allereerst sorry voor de late reactie. Door de vakantieperiode en tentamendrukte is deze vraag een beetje blijven liggen, maar ik hoop jullie alsnog te kunnen helpen.
    Ik zie dat jullie je al aardig hebben verdiept in het onderwerp. Ik snap dat het concept osmose niet heel duidelijk is, het is ook wel wat lastig te begrijpen. Wat er eigenlijk gebeurd is dat, wanneer je twee vloeistoffen hebt met een verschillende concentratie en deze met elkaar in contact brengt, de concentraties van de twee vloeistoffen gelijk worden. Dit kan op meerdere manieren verklaart worden, maar wat denk ik het makkelijkst te begrijpen is, is wanneer ik eerst iets uitleg over vrije energie (thermodynamic free energy).

    Vrije energie is de hoeveelheid werk, of arbeid, dat een bepaald systeem kan uitvoeren. Een bepaald systeem bevat interne energie, maar niet al deze energie kan omgezet worden tot bruikbare energie. De energie die wel bruikbaar is kan gebruikt worden om arbeid te verrichten.
    Een vloeistof met een lage concentratie heeft meer vrije energie dan een vloeistof met een hoge concentratie. Van nature 'willen' systemen liever een lage vrije energie hebben. Wanneer deze vloeistoffen met elkaar in contact komen zullen moleculen in de vloeistof met een hoge vrije energie diffuseren naar een plek met een lage vrije energie. Op deze manier wordt de energie gelijk en dat is het meest voordelig. Er zit alleen een membraan tussen de vloeistoffen, waardoor niet alle moleculen kunnen diffuseren. Dit membraan laat alleen (in dit geval) watermoleculen door. Hierdoor wordt de concentratie van het zoute water lager.

    RED werkt eigenlijk hetzelfde. Het verschil zit hem in het soort membraan. Bij RED worden membranen gebruikt dat of alleen positieve deeltjes (ionen) of negatieve doorlaten. Hierdoor krijg je een potentiaal verschil over het membraan. In dit geval worden er dus geen watermoleculen door gelaten, maar ionen. De zoutmoleculen gaan nu van een hoge concentratie naar een lage concentratie. In water splits zout zich in Na+ en Cl-. Bij RED heb je meerdere cellen achterelkaar, met tussen de cellen of een membraan dat negatieve ionen doorlaat (AEM, Anion Exchange Membrane) of een membraan dat positieve deeltjes doorlaat (CEM, Cation Exchange Membrane). In de cellen zit ook een elektrolyt oplossing. Deze oplossing zorgt ervoor dat er energie opgewekt kan worden. Doordat er een lading ontstaat in het elektrolyt zal er een redoxreactie plaatsvinden. Hierdoor komt er een elektron vrij, die naar een stroomgeleidende draad gaat. Hierdoor wordt elektriciteit opgewekt.

    Ik heb een vraag over jullie berekening: waar hebben jullie de molariteit van genomen? Misschien kan deze pagina jullie ook helpen met de berekening. Je kan daar je gegevens invullen en dan wordt er voor je uitgerekend wat de osmotische druk is.

    Ik hoop dat jullie er nog wat aan hebben en dat het nu wat duidelijker is. Maar ik kan me voorstellen dat het misschien nog een beetje vaag is. Als jullie meer vragen hebben stel ze gerust!
    Succes!

    Groetjes,
    Tirsa



  • Hallo iedereen,

    Wij zijn twee leerlingen uit 6 VWO en ook wij moeten dus een profielwerkstuk maken. We hebben als onderwerp blue energy, waarbij we ons vooral verdiepen in de Reverse Electrodialysis (RED) manier. We zijn al redelijk ver in ons werkstuk, maar we lopen nu vast bij de berekening over het vermogen van een blue energy centrale. Hebben jullie enig idee hoe wij dit moeten aanpakken?

    We horen graag van jullie!

    Rick en Tom



  • En verder vraag ik me ook af of deze berekening wel klopt. Kan het kloppen dat de osmotische druk voor een liter zeewater 2,6*10^3 J/L is? Wat dit zou overeenkomen met een waterdruk van 260 meter? Dat lijkt me best veel...



  • Beste Rick en Tom,

    Waar lopen jullie precies op vast? Wat hebben jullie tot nu toe gebruikt voor formules?

    Groetjes,
    Tirsa



  • hallo iedereen,

    Wij doen ons pws ook over blue energy en wij zijn al redelijk op weg. We zouden graag een proefje willen doen waarbij we zelf een RED-cel gaan maken. Op Universiteit Wageningen was het mogelijk om een bouwpakket te bestellen, maar die zijn nu niet meer beschikbaar. Wij vroegen ons af of we misschien bij jullie een proef kunnen doen met betrekking tot het onderwerp.

    Met vriendelijke groet,

    Bart en Nathan


  • PWS TU Delft admin

    Beste Bart en Nathan,

    Wat willen jullie precies onderzoeken? Als jullie een duidelijke onderzoeksvraag voor mij hebben, dan kan ik wellicht helpen met het bedenken van een onderzoek en de uitvoering hiervan.

    Mvg,
    Sanne Nielsen


Aanmelden om te reageren
 

Het lijkt erop dat je verbinding naar Forum verloren is gegaan, wacht even terwijl we de verbinding proberen te herstellen.