拿海水裡的「鹽」來發電，史丹佛大學研發的「鹽差能電池」是什麼神物？

你能想到幾種永續發電方式？除了常見的太陽能、風電之外，地熱、潮汐、洋流都是可行選項，企業、政府正努力讓它們能夠商轉，為城市帶來永續乾淨的能源。然而，近期史丹佛大學研究出了新技術：使用淡水與海水的「鹽分濃度差異」來發電！

這種能源稱為「鹽差能」。根據估算，它可為全球帶來 26 萬 MW 的電能，相較之下，台灣夏日的發電高峰也才 3.5 萬 MW，因此是個有龐大潛力的電力方案。那我們就先來了解，什麼是「鹽差能」？

溶液中電解質若有濃度差異，就會產生電位差，進而產生電能。鹽差能發電就是利海水的鹽分濃度差異，將它們的電位能差轉換成電能。

能夠應用鹽差能發電技術的場域，主要是淡水、海水交會的地點，例如河流出海口；但是鹽湖和地下鹽礦的鹹度差異也可以用來發電。目前有許多團隊研究鹽差能的發電技術，試圖商業化，例如荷蘭的逆電析、挪威的壓力遲滯滲透膜法等等。

台灣四面環海，海水內的「鹽差能」有望成為台灣的永續新能源嗎？
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而這次史丹佛開發出鹽差能電池。該電池又稱為混合熵電池（mixing entropy battery，MEB），它沒有滲透膜，透過淡水交換、淡水發電、海水交換與海水發電四個循環步驟，將鹽差能轉換成電能。

在淡水交換過程中，淡水會流入系統，取代系統中原有的海水；接著電極上鈉離子與氯離子釋放到淡水中，電流從陰離子電極流向陽離子電極；緊接著是海水交換步驟，海水流入系統，取代原有的淡水；最後，電極重新吸收鈉離子與氯離子，電流朝相反的方向流動。若灌入淡水，將重啟發電的四個循環。

鹽差能發電的四個步驟。圖片來源：ACS OMEGA

史丹佛團隊也透過普魯士藍與聚吡咯製作全新的電極，它們的價位都不超過 3 美元，也就是低於 100 元新台幣。但它們相當耐用，根據研究團隊的測試，經過 180 次的循環後，鹽差能電池還保有 97% 的性能。

鹽差能電池具有占地小、原理簡單、不用充電、活動零件少等優點，雖然現在發電量還不大，但根據估算，鹽差能可為全球帶來 26 萬 MW 的電能，是個有潛力的能源解決方案。史丹佛大學認為，該技術可用在汙水處理廠，讓占美國用電量 3% 的處理廠能夠自行供電。

那麼，台灣四面環海，又有許多河流，提供淡水鹹水交會的環境，鹽差能發電會是台灣的新種能源嗎？

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