能源知識庫

今(2016)年8月初，Nature雜誌刊登了一則來自瑞士團隊針對滲透壓發電(osmotic power)的研究，該研究依據滲透壓發電的原理，使用了新材料—單層MoS₂奈米孔膜(Single-layer MoS₂ nanopores，以下稱作半滲膜 )作為滲透壓差中間間隔的薄膜，這層半滲膜只有3顆原子的厚度，如果將這項技術搭配利用新發明的微型滲透壓發電器，放在海水與淡水交會的河口，預估1平方公尺面積的半滲膜(奈米孔覆盖率30％)能夠製造 1MW 的電力。

主要的挑戰：若是想擴大新技術的應用，首先遇到的挑戰是如何產生相對均勻的奈米孔。

滲透壓發電(又稱鹽差能)，是指海水和淡水之間或兩種含鹽濃度不同的海水之間的化學電位差能。在海水和江河水相交匯處容易產生鹹淡水交界。

據估算，地球上存在著26億瓩可利用的滲透壓發電潛力，其能量甚至比溫差能還要大。淡水豐富地區的鹽湖和地下鹽礦也可以利用滲透壓發電。

在實務經驗上，滲透壓發電的實驗商轉在挪威落實，挪威國家電力公司興建全球第一間實驗用滲透壓發電廠（Statkraft osmotic power prototype in Hurum），容量為4瓩，於2009年11月24日在挪威托夫特落成。這個廠使用聚醯亞胺（Polyimide）膜，是能夠產生1W/m能夠的膜。但是在2013年，挪威國家電力公司宣布為了強化開發滲透壓發電技術，因此暫停該發電廠的運轉。

目前滲透壓發電在各個國家都被廣泛研究，例如挪威、荷蘭、日本，及美國等，期待在河口(海水與淡水交界之處)產生電力。

滲透壓發電的優點：需要的設施主要為發電用薄膜，透過自然界海水與淡水的交界，自動產生電力，且由於不像火力、水力發電有著大型的機組和零件，因此也不易磨損。更值得一提的是，滲透壓發電不像太陽光電或風力發電有其天然限制，滲透壓發電無論白天晚上都能夠發電，是其一大優點。

滲透壓發電的缺點：發電用薄膜目前還是非常昂貴，而且需要大面積的薄膜，建設地需要找到海水與淡水交界處，適合國土臨海的國家。

臺灣屬於島國，河口占比相對於其他內陸國家為多，因此海洋能發展潛力高。近年科技部能源國家型計畫等也積極推動海洋能，如海浪發電、洋流發電、潮汐發電、海洋溫差發電、黑潮發電等。在眾多海洋能發電選項中，滲透壓發電(海洋鹽濃差能)的能源密度和可供應電力皆高，是未來的能源選項之一。

1. En kvadradmeter av membranen kan levere en megawatt, 2016. http://www.tu.no/artikler/en-kvadradmeter-av-membranen-kan-levere-en-megawatt/349479
2. Electricity generated with water, salt and a 3-atoms-thick membrane, 2016. https://www.sciencedaily.com/releases/2016/07/160713143004.htm
3. 「滲透壓發電」面世！產電量相等於 2000 座核子反應爐！2016。https://www.newmobilelife.com/2016/08/05/osmotic-power-generator/
4. Single-layer MoS2 nanopores as nanopower generators, 2016. http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature18593.html
5. 海水滲透過濾 ─左右逢「源」，2014。http://ejournal.stpi.narl.org.tw/NSC_INDEX/Journal/EJ0001/10308/10308-01.pdf
6. Statkraft osmotic power prototype in Hurum, https://en.wikipedia.org/wiki/Statkraft_osmotic_power_prototype_in_Hurum
7. 海水鹽差能

           https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B5%B7%E6%B0%B4%E9%B9%BD%E5%B7%AE%E8%83%BD