濃縮海水を用いた透析電池における排熱のエクセルギー変換効率

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  • Exergy Conversion Efficiency of Heat Discharged from Factory to Electricity via Dialytic Battery with Concentrated Sea Water
  • ノウシュク カイスイ オ モチイタ トウセキ デンチ ニ オケル ハイネツ ノ エクセルギー ヘンカン コウリツ
  • Membrane Conversion Process of Free Energy of Mixing (Part 5)
  • 膜法による濃度差エネルギーの電気的エネルギーへの変換 (第5報)

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抄録

工場排熱エネルギを海水の蒸発用熱源として利用し, 濃縮した海水と海水との間の濃度差エネルギに変換し, ついで透析電池を用いて電気エネルギに更に変換するシステムについで, 理論的な解析を行った.<BR>海水を40℃まで加熱し, 気温15℃, 湿度70%(東京の年平均値) の空気を用いて冷水塔で海水の濃縮を行うと, 供給海水中の水の約5wt%が蒸発し, 12℃まで冷却される. 12℃における飽和濃度に達するまでに47本の冷水塔が必要となる.<BR>この濃縮海水と海水を用いて1台の透析電池により発電を行うと, 入口濃度比の増加と共に出力は増加する. 12℃における飽和濃度の濃縮海水と未濃縮海水を用いた場合には, 最大出力43.3kW/(m・1000pairs) が得られる.<BR>このシステムのエクセルギー変換効率は, 1台の透析電池の場合0.494%, 4台では0.797%であった. また, このシステムのエクセルギー変換効率は, 透析電池数と, 供給温度と共に増加する.<BR>新エネルギー実用化の目処として出力1kW当たり100万円の初期投資を行い, その1割を膜に割くとし, 単位面積・1000対当たりの出力を1kWとすると, イオン交換膜1m2当たりのコストは50円となる. 3kW/(m2・1000pairs) では, 150円である. 従って現状のイオン交換膜の価格が1万～1万5千円であるから透析電池の実用化のためには, 膜コスト削減に一段の努力が必要であろう.

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