鹽差“發條”發動機有望研製成功—我的新戰場

去年的忙碌收獲喜人，我發明了鹽差超級離子電流環，離子電流強度可遠在超導體最大載流量之上。利用這一技術將造出地球上無出其右的超級強磁場。現有依賴Francis Bitter技術的 100特斯拉的世界紀錄，將嚐到bitter的苦味。

最近新的科研戰場布局形勢一片大好，上星期又提交了另一項具有重大突破的專利：滲透儲能“發條”暨間接太陽能鹽差馬達驅動的大型電廠。

不像前一個發明直接獲得離子電流，但要同時依賴質子交換膜和陰離子交換膜，而新發明僅依賴價格適中的水分子半透膜，將滲透壓直接輸出動力，就像大型發條那樣，緩緩釋放機械能量。

該發明完全可以DIY，即靠自己就能組裝出來，隻要購齊通用液壓部件和非食用級鹽，無須專門工廠定製生產。當然，普通人沒時間搞這些，工廠化定製預裝，或專業安裝公司，都將會有巨大的市場。

普通海水就免了，因為鹽度僅10%的飽和度，能量密度太低。飽和鹽水的滲透壓相當於500個大氣壓，匹配甚至略超早已商用化的液壓油工況。通過油水隔離驅動液壓部件，就可驅動液壓馬達輸出動力了。

其實流體動力學，可用電學類比法方便地研究，隻需搞清楚參量的等價性，例如液流量等價於電流量，壓力等價於電壓，流阻等價於電阻。

由電學功率 P = V²/R可知電功率與電壓成平方比的關係，順推至流體動力學，液流功率也與壓力成平方比。飽和鹽水的滲透壓比海水高出20倍，所以同樣麵積的半透膜，即同樣流阻，可獲得400倍高的功率！

下圖是我正在研製的原型機“諜照”。

 

一旦滲透發條沒勁了，就要“充電”。很簡單，把鹽水傾瀉進大麵積曬鹽池，“打個電話”叫太陽盡快蒸發至飽和濃度即可。太陽落山了也沒關係，在氣溫以及相對濕度合作下，晚上的曬鹽池照樣不停地蒸發，隻不過比太陽直射時稍慢而已。

隻要是個農民，劃撥些土地曬鹽是不成問題的，所以將來的拖拉機就靠自己家的曬鹽池來養，不再需要柴油了。

不像特斯拉的電動車充電時間那麽久，滲透馬達驅動的車輛“充電”就幾分鍾的事：把稀得不行的鹽水到進曬鹽池，等幾秒鍾鹽水混合均勻後，再泵到車輛的鹽水罐就完事。

傾倒之前假定池液已經曬至飽和，隻要鹽水池庫存容量大於20倍的車輛罐容，幾分鍾內抽進罐的鹽水就有95%以上的飽和度。“發條”幾近上滿，車輛又可到處開了。

我的試驗結果表明，每平方米的曬鹽池吸收的直接或間接太陽能，夏天平均為5瓦/平方米，預估全年365x24小時平均2.7瓦/平方米。

有點寒磣？太陽高照時的瞬時功率密度可達1360瓦/平方米，我隻平均獲取5瓦/平方米。別貪，切記佛經的教誨：弱水三千隻取一瓢飲！

你可知道農民伯伯弱水三萬隻取一瓢？不信我算給你看：

已知1畝地666平方米，用上袁隆平的高產水稻技術，年收入撐死了不到畝收人民幣￥800元，即800/666 = ￥1.2/平方米/年。假定電價￥0.3/度（1度=1千瓦小時），設實際賣出價錢的功率密度變量ED，則有下列方程：0.3 x ED x 365 x 24/1000 =  1.2。

求解ED = 0.45 瓦/平方米。

對比實現機械化耕作的美國農場主，他們的生產力更高，隻需從太陽能摳出0.37 瓦/平方米，按每度能量0.05美元出售，就能獲得每英畝700美元的當地統計平均效益（1英畝 = 4047平米 = 6.1中國畝）。

趕緊跪拜農民的大恩大德，太陽送來1360瓦/平方米的能量普照大地，而農民種莊稼，相當於隻取不到一個零頭的0.45瓦/平方米，以市電價格一半不到的單價，賣給廣大食民！

其實，經科學計算，太陽能用於光合作用後，植物的有效平均吸收僅有45瓦/平方米。就算這樣，我們吃的糧食僅付了1%的能量價值。

可見，無須太貪婪，隻須地麵可采收的功率密度達到0.5瓦/平方米以上，就比種莊稼強。這正是小數怕積分的數學體現。

聽說過太陽塔沒有？又稱太陽能熱風塔，它的設計宗旨就是衝這個指標去的。可惜，目前已完工的工程的功率密度僅0.11瓦/平方米，即西班牙占地46公頃的示範工程，僅產出50千瓦。中國在內蒙搞的類似工程好像亂尾了。

不扯遠了，還是拉回焦點。

養一台拖拉機，每天幹重活的能源需求等價於33度電，則要520平方米的曬鹽池供養。當然，你不玩拖拉機，隻想家裏每月1000度電自己解決的話，需要另配一台最簡單的發電機，用鹽差“發條”的液壓馬達驅動即可。

鹽水板厚度3 cm左右為宜，不要曬到結晶析出。這不是生產鹽，總鹽量是守恒的。

很激動：未來大規模的廉價能量儲存方案，終於被我久覓之後找到了！

現有的泵送高位水庫儲能技術，對地形要求太苛刻。而我的曬鹽場儲能技術，成本與前者相當，驚喜的是地質條件的束縛徹底解除。

甚至沙漠地區也能用本技術，而且那裏的蒸發量高於普通地區3倍左右，使得麵積功率密度大幅提高至10瓦/平方米。將海水抽到沙漠地區，一邊曬鹽一邊發電，賣鹽賣電的收入足夠支付泵送成本。隨著空中水氣的積累，降雨量會有所增加，長久下來還可將沙漠改造成綠洲！

中東地區605平方公裏的死海，這下可發達了，搖身一變就可弄成1.6 GW的大電廠，這還隻是按保守的2.7瓦/平方米刮取蒸發能量計算得出，實際可能還要大很多。一旦解決好了能源和淡水問題，說不定此技術能給飽受戰爭蹂躪的地區，意外帶來永久的和平呢！

 

參考信源

 

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

 

4、[轉載]內蒙在西部沙漠建太陽能熱風發電站 http://blog.sciencenet.cn/blog-533560-890946.html 

5、太陽能熱風發電塔或有助解決能源苦惱http://www.chinaero.com.cn/rdzt/qjny/tyn/04/146212.shtml

6、鹽差扯淡新能源沒戲？峰回路轉Z曙光乍現！http://blog.sciencenet.cn/blog-2339914-1091819.html

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

 

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