Arjen Dijkgraaf
Voor het opwekken van blue energy (uit het mengen van zout en zout water) hoeven de installaties niet per se te worden neergezet op plekken waar een rivier of meer in zee stroomt (zoals bij de Afsluitdijk). Met een ammoniumbicarbonaatoplossing werkt omgekeerde elektrodialyse nog beter dan met zeewater, stelt Bruce Logan (Penn State University, VS) op de website van Science.
Zodra het water warmer wordt dan zo’n 40 graden Celsius, iets dat gemakkelijk is te bewerkstelligen met restwarmte uit een fabriek of waterzuivering, verdampt ammoniumbicarbonaat (NH4HCO3) in de vorm van NH3 en CO2. Die gassen kun je opvangen, om ze na afkoeling weer in koud water te laten oplossen. Met die geconcentreerde oplossing kun je vervolgens omgekeerde elektrodialyse bedrijven, precies zoals met de combinatie van zeewater en zoet rivierwater die tot nu toe altijd is gepropageerd onder de naam blue energy.
Uiteraard kun je de afgewerkte NH4HCO3-oplossing telkens opnieuw met warm en koud water regenereren. Een bijkomend voordeel is dat die oplossing verder alleen water bevat en geen verontreinigingen die de dialysemembranen kunnen verstoppen. Met zeewater kan dat een serieus probleem zijn, dat zich alleen laat oplossen door een waterzuivering die een deel van de energieopbrengst meteen weer opsoupeert.
Logan wil de NH4HCO3-elektrodialyse koppelen aan zijn reeds lang gekoesterde microbiële brandstofcel, net zoals hij eerder voorstelde met zeewater-elektrodialyse. Die brandstofcel werkt in principe op rioolwater en levert (door de inspanning van bacteriën en met de hulp van een kleine elektrische stroom) waterstof op. Als je de geproduceerde waterstof verstookt in een ‘gewone’ brandstofcel, krijg je veel meer elektrische energie terug dan je erin hebt gestopt. Overigens is het octrooi van deze microbiële brandstofcel in handen van het Nederlandse instituut Wetsus.
In zijn artikel stelt Logan dat hij op deze manier 17 GW moet kunnen opwekken uit de gecombineerde afvalwaterstromen van alle Amerikaanse huishoudens, veeteelt en voedingsmiddelenindustrie. Dat is ongeveer gelijk aan de vermogensvraag van de Amerikaanse waterinfrastructuur.
