鹽差扯淡新能源沒戲？峰回路轉Z曙光乍現！

眾所周知：海水與河水的含鹽量是極不平等的。而扯淡是大自然的天性—自由、平等、博愛，所以哪裏有不平等，哪裏就有天賦追求平均化的強大動力和能源！

早在1748年，法國神職人員兼物理學家Jean-Antoine Nollet，就發現了不同濃度溶液界麵間的滲透現象。

圖1：滲透前後示意圖

約一個半世紀之後的1885年，第一位諾貝爾化學獎得主Jacobs Henricus Van't Hoff，首次量化了滲透壓，他把溶質想象成理想氣體的質點，直接套用了PV = nRT的狀態方程。

公式化時，用Π代替P表示壓力更形象，於是就有了下式：Π = iMRT，這裏i和M取代了n/V，更突出了對分子或離子個數的依賴性：i – 溶解前後質點個數比，例如食鹽NaCl由1個分子變成2個離子，i = 2； M – 體積摩爾濃度。

照此公式可計算出海水的滲透壓高達27個大氣壓，也即入海的河水，理論上可將附近海水舉高270米！對比三峽大壩的水頭落差才113米，可見海水扯淡的能量極為巨大！

學術界當然不會放過這麽優質高能的清潔能源。以色列教授Sidney Loeb，是第一個發明用PRO（Pressurized Retarded Osmosis 懟壓滲透）方法，開發扯淡能量的人，他的專利在1973年獲批了。

然而，理想很豐滿，現實很骨感。他的專利一直沒有獲得大規模利用，僅在以色列搞到中試階段，這主要受製於當時半透膜的技術尚不成熟。

最近一次，也是唯一一次最接近商業化前夜的示範項目，是在2009年11月24日投運的挪威Statkraft公司4千瓦海水扯淡發電廠，由挪威公主Mette Marit剪彩。

圖2：挪威公主視察海水滲透發電廠

 

圖3：開心格格與公司管理層親切茶敘

遺憾的是，該廠試運行幾年後，於2014年宣布擱置商業化推廣，個中緣由無外乎膜的效率低，而且成本死貴，無法與其它低成本新能源競爭。

這麽優秀的扯淡技術就此拉倒？是可忍孰不可忍？竊以為，這一定是發明創造還沒有探底到位！

海水鹽差發電的能量密度，據計算每立方約有不到1度電。它的27個大氣壓，如何拿來做功是個很傷腦筋的問題。

若用透平機，肯定與用於常規水電的那種有所不同，挪威用的那個透平機，我認為效率是極其低下的；若用液壓馬達，壓力又嫌低了，一般液壓馬達工作壓力200個大氣壓左右，而且工質必須是液壓油，至於鹹水直接進液壓馬達的美好願望，則因諸多難題而無法商用，非得搞水油界麵轉換不可，可偏又碰到油遇水酸化問題。

明知山有虎，偏向虎山行。科學網上的博友李維綱先生，他倒是繞開PRO，直接玩第二類永動機—鹽差扯淡永動機。看了他的文章（圖說——利用滲透壓構造第二類永動機的理論和實驗），感覺原理似乎行得通，但估摸也就僅有理論價值，或可做教學演示之用，但根本無希望成大器。

碰巧，今年我也轉戰滲透壓新能源技術研究，並於近期提交了一項發明專利申請。我的思路是直接用滲透壓驅動物理電池—一種無需電化學反應的電池，因而基本模型是沒有電極的。

沒有電壓輸出、沒有正負極樁，這也敢叫電池？沒錯！這是因為它能產生閉合環形離子電流，即重子電流，而不是常規導線內流動的電子流，即輕子電流。

常規電池驅動負載時，用的是混合閉環電流— 一半輕子電流（電池外）+ 一半重子電流（電池內）。因為“電子不下水 + 離子不上岸”的緣故，兩種電流的界麵上，必須有化學反應才能轉換。我的滲透電池為純種重子電流發生器，所以避開了電化學反應。

目前，所有的電器負載，內部都隻容許輕子電流流動。固體材料的晶格上的原子是不能流動的，電子隻許在晶格間“遊泳”。若幻想將電子固定，讓重子的原子在電子海洋中“遊泳”，這無異於天方夜譚。

因而，我的重子電流電池，無法直接驅動常規電器負載。但沒有這樣的負載，不等於不能創造出這樣的電器。我隻好大膽提出重子電流驅動的電動機，有了此電機，就可以獲得普通輕子電流輸出的電源；有了它，其它電器就不必搞電流重子化，維持現狀即可間接被滲透電池驅動。

輕子電流可產生磁場，這是常識；重子電流照樣可以產生磁場。同樣的電流安培數，同樣的線圈匝數，一定得到同樣的磁場強度。歐洲強子對撞機LHC的質子流的磁效應，早已經得到驗證。

一般的電動機，內部定子或者轉子有漆包銅線繞組，而重子電機隻好改用塑料管繞組了。我的滲透電池閉環中的一段，接到此特種電機的2個水管接口上就行了。水管由細換粗成本很低，而同等直徑的漆包銅線則貴的肉痛，也重的一塌糊塗！水管額定可載重子電流，呈指數級高於等徑銅線的輕子電流。故而做電機繞組，水管線不需要那麽多匝數，關鍵要解決好電流換向時的密封。

這種物理電池，也能做成可“充電”的。隻不過它的“充電”方式就是通過逆滲透恢複各液室的預設濃度。若天時地利使得電解質免費，如海邊用之不竭的海水，“充電”就免了吧，直接將用過的廢液倒掉，再就地取材填充新液。

若用於電動車，需要配套便利的換液站。好在技術難度和投資都不大，將來搞得像加油站那樣普及也不是難事。

為得到大的重子電流，需要鹽差或酸差盡量大，所用鹽液或酸液盡量達到飽和濃度，以利於高滲透壓驅動。例如，若用飽和鹽酸，理論滲透壓可達上千大氣壓。

滲透電池的另外一個亮晶晶的優勢是她的極低漏電率。若關緊所有閥門再儲存，放它幾十年後，幾乎還是滿電。且因無極板電化學反應，也就沒有可充放電循環極限數的限製，也無記憶效應，也就是說永不失效。對比鉛酸蓄電瓶，若1個月不用不充，就可漏電到不能啟動車了。由於內部極板逐漸出現不可逆硫化，必定存在一個可充放循環的極限數，超極限的電池就報廢了。其實，任何現有可充電電池，若閑置一年，那麽，不隻是漏電那麽簡單，而是壞到難以修複。家家戶戶都能搜羅出大把放壞了的電池。

滲透電池發明的意外斬獲是：她可產生極其強大的磁場！據此特殊設計的裝置，可望打破現有人造連續磁場強度的世界紀錄—100特斯拉！而中國科研攻關苦戰八年的極限磁場能力，也不過45T，不到美帝的一半。概述及研製過程的艱辛參見：大美強磁場。它本質上就是一個螺旋葉片板圈，原型於1933年由美國物理學家Francis Bitter發明。任何國家在此基礎上的改進，基本都是國家機密，中國也守口如瓶。

用輕子電流產生極限磁場，代價極其高昂，且不說每小時高達數千美金的用電及運行成本，僅安全防護設施就是不得了的大陣仗，說不定實驗前還要疏散建築物內人員。

重子比輕子至少重1834倍。若用質子流的話，產生1百萬安培的重子電流，質子交換摸的傳質通量為每秒10克質子。若用鈉離子，則比質子還要重23倍。是故本發明推薦使用質子流—也就是最輕的重子流。

甚至超導線圈產生的輕子電流，對照我的滲透電池的最大重子電流，也顯得相形見拙。

要廣義發嗲的話，或許可以怪嗔對稱性破缺—宇稱不守恒：為何到處都是輕子電流應用，卻不見重子電流應用？我的這一發明總算讓重子電流填補空白，派上了大大的用武之地！

恕不更多透露我的滲透電池之技術細節，以免離題太多。待時機成熟之時，將逐步暴料，請靜候佳音！

中國的海岸線漫長，河流密布，眾多入海口的扯淡新能源，總量高得驚人，若能善用，勢必蓋過當前風光無限的其它新能源。

現今骨幹電網調峰采用的儲能技術，清一色是抽水蓄能水庫，能量密度極低，100米高的山間水庫僅0.28Wh/kg，但好在成本優勢。對比我的滲透電池儲能，能量密度較之以幾何級數增高，而成本卻僅以算術級數略增。可見，未來此技術發展成熟後，取代抽水蓄能將會勢不可擋！

總之，隨著我的滲透電池技術問世，扯淡技術後勁十足，前途一片光明！

 

參考信源：

1、我國最高強度穩態磁場創造新紀錄：強磁場中心磁體產生35萬高斯http://www.hf.cas.cn/xwzx/tpxw/201404/t20140417_4092820.html

2、滲透壓：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、鹽差能：https://baike.baidu.com/item/%E7%9B%90%E5%B7%AE%E8%83%BD

 

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[千瓦厚]

DuPoint的Nafion質子交換膜拿去做氫氣燃料電池，真是糟蹋好東西。
燃料電池注定不會大規模商用，就憑離不開鉑金屬催化。這麽昂貴的金屬，大眾化消費
不可能！
Nafion用在我的滲透電池內，壽命將大幅度延長。
誰知道哪家的陰離子交換膜做得好？