A bateria é inicialmente preenchida com água fresca e carregada. Em seguida, a água doce é trocada por água salgada. Como a água salgada tem 60 a 100 vezes mais íons do que a água doce, o potencial elétrico é aumentado e a bateria gera durante a descarga uma tensão maior, proporcionando mais energia elétrica. Depois que a bateria está descarregada, a água salgada é drenada e água fresca é adicionada para iniciar o ciclo novamente.

Para aumentar a eficiência da bateria, o eletrodo positivo foi feito a partir de nanobastões de dióxido de manganês. O eletrodo negativo é feito de prata. Usar nanobastões permite obter cerca de 100 vezes mais área de contato do eletrodo para interação com os íons de sódio em comparação a outros materiais, e permite que os íons se movam para dentro e para fora do eletrodo com mais facilidade. A equipe de Stanford demonstrou uma eficiência de 74% na conversão de energia potencial em eletricidade. Cui acredita que com mais desenvolvimento a bateria poderia alcançar até 85 % de eficiência.

A equipe de Stanford calcula que com uma vazão de 50.000 mil litros de água por segundo, uma usina de energia com base nessa tecnologia poderia produzir até 100 megawatts de potência. Isso é eletricidade suficiente para atender a demanda energética de cerca de 100.000 casas.

Enquanto a água salgada é abundante nos oceanos, o volume de água doce necessário sugere que uma boa localização para uma usina de energia da bateria de mistura entrópica seria o local onde um rio deságua no oceano. No entanto, os deltas de rios e estuários são ambientes sensíveis e complexos, e a equipe de Stanford teve a preocupação de projetar suas baterias para ter o mínimo impacto ambiental. O sistema teria algum desvio do fluxo de um rio para produzir energia, antes de retornar a água para o oceano. A descarga de água seria uma mistura de água doce e água do mar, e liberado em uma área onde as duas águas já se encontram.

Na verdade, a água doce não tem de vir de um rio. Cui disse que o escoamento de uma tempestade, a água escura, ou mesmo água de esgoto tratada poderia ser usada. Como um benefício adicional, o processo de mistura de entropia pode ser invertido para produzir água potável através da remoção de sal da água do oceano.

Os cientistas de Stanford estão atualmente trabalhando em modificações para tornar a bateria competitiva comercialmente. Por exemplo, o eletrodo de prata é muito caro, e eles esperam desenvolver uma alternativa mais barata. Como a bateria de mistura entrópica é simples de ser fabricada e produz energia de forma eficiente, a equipe espera que sua tecnologia possa se tornar uma importante fonte de energia renovável no futuro.

Nano Letters (Tradução - AGS).

Nota do Scientific Editor: o trabalho que deu origem a esta notícia: "Batteries for Efficient Energy Extraction from a Water Salinity Difference", de autoria de Fabio La Mantia, Mauro Pasta, Heather D. Deshazer, Bruce E. Logan e Yi Cui, foi publicado na revista Nano Letters, volume 11, págs. 1810–1813, 2011, podendo ser acessado no link http://dx.doi.org/10.1021/nl200500s.