一种让反向电渗析发电摆脱天然水体束缚的新方法

由于传统观念对反向电渗析（RED）发电能量来源认识不足，技术始终局限在利用河流水与海洋水这样天然水体之间的盐度差做文章，不仅使技术落地应用主要局限在河流入海口地区，而且，由于天然水体中杂质对离子交换膜的脏堵影响，大幅增加了离子交换膜的维护和更换成本，制约了反向电渗析（RED）发电技术更广泛地推广和应用；而且，由于天然河流水的离子电导率很低，导致反向电渗析发电系统的电源内阻很高，系统内电路的能耗较大，也降低了系统电能的有效输出。

那么，能不能将反向电渗析发电技术从着眼于天然水体为工质的所谓“盐差能”发电，转向利用人工设计工质系统发电呢？

答案当然是确定无疑的----因为，已有的大量反向电渗析发电的实验室研究，都是利用人工设计的工质系统完成的，系统既不会受到泥沙和微生物的困扰，还可以在离子交换膜两侧的溶液中都设计较高的离子浓度，大幅度降低电路系统内阻，降低系统内电路能耗，优点是极其明显的。

既然可以用人工设计的工质系统替换天然水体作为反向电渗析发电系统的工质工作，下一个突出的问题就是：如何让系统中工质能够封闭循环？

答案也很简单：可以选择氯化氢的水溶液即盐酸作为反向电渗析发电系统的工质。盐酸溶液中的氯离子和氢离子在无规则热运动过程中，受到离子交换膜制约被“整流”，分别在阴阳两个电极附近发生氧化还原反应，以氢气和氯气两种气体从溶液中逸出，可以被引导重新化合（化合热也可以被热电偶转化为电能输出），再被引导至盐酸溶液处被再吸收，完成工质循环。

封闭循环发电的工质，能量是从哪里来的？

答案当然只能是：来自盐酸中氯离子和氢离子的无规则热运动能量。随着系统对外发电输出能量，根据能量守恒原理，系统中的盐酸溶液温度势必会降低，导致系统要从环境中吸收热能，才能持续循环工作。

按照黑龙江大学报告的最新离子交换膜世界领先成果，反向电渗析发电用离子交换膜的功率密度高达126.0Wm^-2，这个技术潜力，已经远远超出了系统靠自然热交换从环境中吸收热量维持系统持续发电的能力，怎么办？

答案仍然很简单：可以为反向电渗析发电系统配置空气能加热子系统，从而可以从更广阔的环境空间中收集吸收环境中热能发电。

欢迎各个官方或民间科研机构用实验检验以上理论判断是否真实可行。