“Blue energy” from ion adsorption and electrode charging in sea and river water

“Energía azul” a partir de la adsorción iónica y la carga de electrodos en agua marina y fluvial

Se produce una gran cantidad de entropía en lugares donde se da una mezcla de agua fluvial y agua marina, tales como las desembocaduras de los ríos. Tal proceso de mezcla es una enorme fuente potencial de energía sostenible siempre y cuando se aproveche adecuadamente, por ejemplo mediante un proceso cíclico de carga y descarga de electrodos porosos inmersos en agua salada y agua fresca, respectivamente. En este caso, se emplea una función de densidad modificada de energía libre de Poisson-Boltzmann para calcular la adsorción y desorción iónicas sobre y desde los electrodos cargados, desde la cual se deduce el trabajo eléctrico de un ciclo.

En esta investigación se proponen ciclos óptimos (más eficientes) para dos baños de sal dados que incluyen dos rutas de carga canónicas y dos rutas de descarga grancanónicas, de forma análoga con el ciclo de Carnot de conversión calor-trabajo a partir de dos baños calientes que suponen dos rutas isotérmicas y dos adiabáticas. Asimismo, se sugiere un ciclo ligeramente modificado que puede aplicarse en casos donde sea limitada la corriente de agua fresca.