Pemanfaatan Perbedaan Salinitas Air untuk Memperoleh Energi dengan Reverse Electrodialysis

Pemanfaatan Perbedaan Salinitas Air untuk Memperoleh Energi dengan Reverse Electrodialysis Ryzka Pranata Teknik Kimia, ITB, Jalan Ganesa No. 10, Bandung, Indonesia [email protected]

Abstrak Dewasa ini banyak dicari sumber energi yang dapat diperbaharui serta ramah lingkungan. Dengan memanfaatkan perbedaan konsentrasi antara air laut dengan air tawar bisa dijadikan sumber energi terbarukan yang kemudian dapat diubah menjadi energi listrik. Metode ini hanya dapat dilakukan dengan skala besar dan masih dilakukan riset lebih lanjut untuk memaksimalkan keefektifannya. Akan dicari metode-metode yang dapat digunakan untuk memperoleh energi dengan memanfaatkan perbedaan salinitas air, atau yang biasa disebut Blue Energy. Metode tersebut akan ditinjau dari segi teori, serta dari hasil percobaan (jika ada). Berdasarkan dari salinitas air, blue energy, akan menjadi salah satu sumber energi terbarukan untuk memenuhi kebutuhan manusia akan energi. Kata kunci: membran, salinitas, reverse electrodialysis, blue energy

1. Pendahuluan Dari tahun 1971 sampai 2013 permintaan dan produksi energi global meningkat 2,5 kali lipat, kebanyakan mengandalkan sumber energi fosil [1]. Jika dilihat dari data dari tahun ke tahun, total emisi dari CO2 terus meningkat [2]. Hal ini dapat meningkatkan emisi gas rumah kaca sehingga dapat menyebabkan perubahan iklim dan efek jangka panjang lainnya [3].

Konsumsi minyak bumi dunia dari 2000 sampai 2013 meningkat cukup signifikan seperti yang terlihat dari tabel 1. Penggunaan minyak dan gas alam secara massive sebagai sumber energi untuk pembakaran diperkirakan mengakibatkan pengurangan dari penggunaannya pada tahun 2050 dan seterusnya. Juga dengan produksi, distribusi, dan konsumsi dari energi akan menjadi lebih mahal 30-40 tahun mendatang [4].

Tabel 1. Jumlah konsumsi minyak bumi seluruh dunia (diadaptasi dari [5]). Tahun 2000 2005 2010 2012 2013

Jumlah minyak (ribu barel/hari) 77.275 84.741 88.403 90.059 91.330

Energi potensial yang terdapat di lautan dapat memenuhi kebutuhan energi manusia. Beberapa metode yang bisa digunakan untuk memperoleh energi antara lain dengan memanfaatkan gelombang, panas, dan salinitas dari air laut (Europa). Pemanfaatan gelombang dan panas air laut sudah diimplementasikan di kehidupan nyata, sedangkan pemanfaatan salinitas air laut masih dilakukan riset lebih lanjut.

air sungai (payau). Perbedaan salinitas antara air laut dan air sungai inilah yang dapat digunakan untuk memperoleh energi. Metode pemerolehan energi tersebut sering disebut dengan Blue Energy. Ide awal blue energy adalah ketika ketika air laut jatuh ke air sungai, ion akan menyebar. Dengan kata lain, terjadi proses spontan yang terjadi. Dari proses inilah akan didapat energi dengan memanfaatkan perbedaan salinitas antara air laut dan air sungai. Memang blue energy masih diperdebatkan perihal

Pemanfaatan salinitas air laut untuk memperoleh energi dapat dilakukan ketika ada 1

metodenya. Blue energy adalah proses untuk menghasilkan energi dari perbedaan salinitas air laut dan air sungai, namun butuh energi untuk melakukan proses tersebut. Sampai saat ini masih dilakukan riset untuk membuat metode ini ekonomis dan dapat dipergunakan pada skala massive.

Kenapa harus Blue Energy? Secara teori, Blue Energy dapat menghasilkan 1724 GW, setara dengan 80% dari kebutuhan energi global [9] . Blue Energy juga mengurangi emisi gas rumah kaca global energi sebesar 40% [10]. Akhir-akhir ini blue energy menarik minat dari banyak teknologi baru yang berhubungan dengan pengambilan energi dari perbedaan konsentrasi, seperti kapasitor elektrokimia dan teknik difusi nano-fluidic[11,12].

Metode yang saat ini dikembangkan untuk menghasilkan energi dari teknologi Blue Energy adalah Pressure Retarded Osmosis (PRO) dan Reversed Electrodialysis (RED), dimana terjadi perpindahan air atau ion melalui membrane semipermeable [6]. Saat ini ada dua metode lain untuk memanfaatkan teknologi Blue Energy, yaitu Capacitive Mixing dan Capacitive Reversed Electrodialysis. Metode yang disebut pertama (red: Capacitive Mixing) masih butuh beberapa tahun untuk bisa diimplementasikan dan metode kedua sudah siap untuk diimplementasikan di industri [7,8].

Di bagian selanjutnya akan dibahas mengenai tinjauan blue energy secara teori, serta metode-metode yang dapat digunakan dalam teknologi blue energy. Metode yang akan dibahas antara lain: Reverse Electrodialysis, Pressure-Retarded Osmosis, serta Electric Double-Layer Capacitor. Namun penjelasan akan difokuskan pada metode Reverse Electrodialysis. Δ mixG = 2RT[cm ln(cm) – xcsln(cs)-(1-x)cr ln(cr)] (3)

2. Analisis Teori Blue Energy dapat diperoleh dari perbedaan konsentrasi antara air laut dengan air tawar. Lebih mudahnya dapat diilustrasikan sebagai kebalikan dari proses desalinasi air laut. Secara teori, proses desalinasi balik ini menghasilkan energi [13]. Teori kerja nonekspansi yang dapat dihasilkan dari pencampuran air laut (s) dengan air sungai (r) pada tekanan tetap P dan temperature absolut T, didefinisikan sebagai energi Gibbs dari pencampuran ΔmixG [14]: Δ mixG = Gm – (Gs + Gr)

Untuk menghitung energi yang didapat maksimum per unit volume air tawar dengan memperhitungkan batasan sumber dari proses, energi bebas Gibbs dari percampuran diplot dengan volume air tawar. Untuk kelebihan air laut, energi maksimum yang didapat adalah ΔG 2500 J L-1 dari air tawar (x=1). Berarti power plant sebesar 400 m3 s-1 dari air tawar dapat memproduksi daya hingga 1 GW.

(1)

Dengan mengasumsikan bahwa larutan ideal, maka proses pencampuran dapat dihitung dari perubahan Entropi saja (ΔmixH = 0) sehingga: Δ mixG = -(ns+ nr)TΔ mixSm – (-nsTΔ mixSs – nrTΔ (2) mixSr) Dengan menggunakan persamaan Δ mixS = -R ∑ ci ln ci Dengan R adalah konstanta gas universal, 8,314 J/mol K, dan c adalah fraksi mol dari komponen i(i=Na+,Cl-), beda energi bebas Gibbs

Gambar 1. Daya teoritis yang dapat dihasilkan berdasarkan laju volumetric dari sungai-sungai di seluruh dunia [15].

2

3.

proses dimana ion dipindahkan melalui membran karena adanya perbedaan potensial listrik yang diberikan. Elektrodialisis menggunakan membran yang selektif terhadap ion tertentu, semisal membran kation yang dapat melewatkan kation dan menolak anion[16].

Metode

3.1. Reverse electro-dialysis Reverse Electrodialysis, sesuai dengan namanya adalah kebalikan dari proses elektrodialisis. Proses elektrodialisis adalah

Tabel 2. Karakteristik membran untuk proses elektrodialisis (diadaptasi dari [16]) Membran Membran penukar kation dan penukar anion Ketebalan 100-500 𝜇m Ukuran pori Tidak berpori Driving Force Perbedaan potensial listrik Prinsip pemisahan Mekanisme eksklusi Donnan Material membran Kopolimer Crosslinked berbasis divinylbenzene (DVB) dengan polystyrene Reverse Electrodyalisis (RED) adalah teknologi yang ramah lingkungan yang dapat mengkonversi energi dari 2 larutan menjadi daya listrik tanpa alat bantu lain [17]. Ide dari

RED diawali oleh Pattle pada tahun 1950-an sebagai proses reverse electrode-dialysis sebagaimana digambarkan pada gambar 2 [18].

Gambar 2. Prinsip kerja RED [19]. Di proses kerja, air laut dan air tawar dipompa menuju susunan dari membran dimana dengan alternatif membran pertukaran kation dan anion. Beda konsentrasi antara larutan dan selektivitas ion dari membran dapat menghasilkan potensial elektrokimia secara langsung. Beda potensial elektrokimia menyebabkan ion positif berpindah secara searah dan ion negatif berpindah ke sisi lain dan menyebabkan arus listrik. Pasangan redoks elektrokimia, seperti Fe2+/Fe3+, diguanakan untuk membawa arus listrik ke sirkuit eksternal [20] . Secara teori, nilai potensial dari membran

untuk larutan elektrolit monovalent (seperti NaCl) dapat dihitung menggunakan persamaan Nernst [21]: ΔVteori =

2𝑎𝑅𝑇 𝑎1 𝑙𝑛 𝑎2 𝑧𝐹

(4)

Dengan ΔVteori adalah potensial teoritis membran, a adalah selektivitas rata-rata dari membran untuk pertukaran anion dan kation (V). R adalah konstanta gas (8,314 J/(mol K)). T adalah temperatur absolut (K).z adalah evalensi elektrokimia. F adalah konstanta Faraday (96485 C/mol). a1 adalah aktivitas dari 3

larutan terkonsentrasi (mol/L), dan a2 adalah aktivitas larutan yang diencerkan (mol/L). Potensial total dari sistem dengan sejumlah N membran adalah [21]: Vo = N ΔVteori

dengan RED sebesar 5 kW mulai dibangun oleh REDSTACK [22]. Di Afsluitdijk, Belanda, REDSTACK berencana akan membangun proyek follow-up pembangkit listrik sebesar 50 kW menggunakan Reverse Electro Dialysis (RED). Di sana ada cekungan dimana air laut dan air tawar dipisahkan dengan membran penukar ion (Marleen). Muatan positif dan negatif akan terpisah yang menyebabkan terdapat perbedaan potensial listrik. Dengan menggunakan fungsi gas ideal maka didapat potensial listrik sebesar 75 mV/e[22].

(5)

Pattle yang pertama mendeskripsikan proses RED pada tahun 1954, memicu riset pada tahun 1970 sampai 1990-an. Tetapi pada waktu itu, tidak terdapat material yang dapat digunakan dalam skala industri. Di Belanda terdapat beberapa peneliti yang menginisiasi riset pada tahun 2003 dan mulai mengembangkan pembangkit listrik dengan RED. Pada tahun 2005, proyek skala pilot

Gambar 3. Pemandangan Afsluitdjik yang memisahkan Laut Wadden (kiri) dan Danau IJselmeer (kanan), Belanda [22]. Proyek pilot 50 kW ini telah selesai dan resmi dibuka 11 Oktober 2013. Dalam jangka panjang, direncanakan akan dipasang di tempat yang sama, sampai 200 MW [23]. Perkiraan pembangkit listrik tersebut dibangun pada 2020.

3 terdapat hasil penelitian untuk sistem RED dalam beberapa tahun terakhir. Daya paling tinggi yang dihasilkan dapat dilihat dari tabel 3 adalah sebesar 1,18 W m-2, dengan mengabaikan potensial elektroda dan hilang tekan. Ketika energi yang hilang dihitung, didapat daya yang diperoleh 0,160,26 W m-2, yang lebih rendah dari target untuk daya supaya RED ekonomis [24-27].

Beberapa tahun terakhir, dilakukan inovasi untuk meningkatkan daya dan energi efisiensi dari RED dengan memperbaiki material, jarak, dan struktur membran. Di tabel

4

Tabel 3. Performansi dari sistem RED dalam beberapa tahun terakhir (diadaptasi dari referensi [2427]).

Fumatech Fumatech Qianqiu Qianqiu Asahi Tokuyama Tokuyama Tokuyama Mega

Jerman Jerman Cina Cina Jepang Jepang Jepang Jepang Ceko

3.2. Pressure-retarded osmosis Perbedaan tekanan osmosis antara air sungai dan air laut kira-kira 23 atm di kondisi umumnya, ekivalen dengan head hidrostatis dari bendungan setinggi 231 m [28]. Pressureretarded osmosis (PRO) adalah teori dengan sejarah yang panjang, metode ini dapat digunakan untuk memperoleh energi dari gradien konsentrasi dengan menggunakan membrane semipermeabel untuk memindahkan air dari larutan konsentrasi rendah (air sungai)

0,082 0,080 0,580 0,250 0,130 0,130 0,150 0,150 0,230

200 200 200 200 200 200 200 190 240

30 30 30 30 30 30 30 35,4 30

1 1 1 1 1 1 1 0,56 1

Daya (W/m2)

FKD FKD Heterogen Homogen CMV CMS CMX CMX CMH

Konsentrasi air encer (g/L)

FAD FAD Heterogen Homogen AMV ACS AMX AMX AMH

Konsentrasi air garam (g/L)

Perusahaan Negara

Ketebalan jarak(ʯm)

Kation

Ketebalan(mm)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Membran Anion

0,93 1,17 0,49 1,05 1,18 0,60 0,65 0,46 0,80

menuju larutan konsentrasi tinggi (air laut). Perpindahan air dari larutan konsentrasi rendah menuju larutan konsentrasi tinggi dapat meningkatkan energy statis pada sisi larutan konsentrasi tinggi yang dapat digunakan untuk mendorong turbin. Secara teori energy maksimum yang dapat diperoleh adalah mulai 0,75 kWh sampai 14,1 kWh per meter kubik, tergantung pada aliran konsentrasi rendah[29,30]. Proses PRO yang sederhana terdapat pada gambar 4.

Gambar 4. Proses sederhana dari pembangkit listrik osmosis [31].

5

Air laut dan air tawar yang sudah disaring dipompa menuju saluran yang terdapat membran semipermeabel. Pada saluran air tawar terjadi perpindahan melalui membran menuju air laut yang sudah diberi tekanan. Lalu aliran dari larutan campuran terpisah menjadi

dua alir, dimana satu aliran digunakan tekanannya dengan turbin untuk memperoleh daya dan aliran yang lain digunakan untuk memberi tekanan pada aliran air laut yang masuk.

Gambar 5. Skema diagram dari pabrik PRO skala pilot [32]. Terlihat pada gambar 5, komponen utama dari pembangkit listrik PRO ini adalah perbedaan tekanan dan membran. Efisiensi energi sangat ditentukan oleh kedua komponen tersebut. Dengan asumsi menggunakan membran dan perbedaan tekanan high-energyefficient, sebuah pembangkit listrik PRO dapat digunakan untuk memperoleh energi sebesar 1 MW dari tiap 1 kubik meter per detik dari air tawar yang melewati membran [33]. Pada nyatanya energi yang didapat dari PRO terbatas dari karakter dari membran. Energi akan hilang dengan perpindahan garam menuju air tawar, yang dapat dihitung dari pengurangan beda tekanan. Salah satu perusahaaan pembangkit listrik dari Norwegia, Statkraft SF, perusahaan yang sering menggunakan hydropower. Perusahaan ini mengatakan bahwa pembangkit listrik dari proses reverse osmosis dapat menjadi sumber energi baru dan terbarukan yang signifikan di masa depan dan sudah diyakini bahwa pengembangan teknologi PRO

diarahkan pada penghasil listrik yang efektif jika dilihat dari segi dana [32,34]. PRO skala pilot sudah dibuat oleh perusahaan Statkraft sebagaimana ditunjukkan di gambar 5, dapat menghasilkan daya sebesar 1 W m-2 menggunakan membran selulosa-asetat yang asimetris [32,35]. Nilai tersebut masih sangat kecil jika dibandingkan dengan target supaya ekonomis, yaitu 5 W m-2. Masalah yang paling menghambat adalah karakter dari kerapuhan membran. Dengan pengembangan dari material inti, karakter dari membran berkembang sangat pesat. Graphene, material yang mengandung ikatan sp2 dari atom karbon di hexagonal honeycomb lattice, adalah membran yang sangat tipis. Potensi dari graphene ini adalah ketebalannya yang sangat tipis dan kekuatan mekaniknya cukup tinggi, yang dapat menyebabkan perpindahan air yang lebih cepat dan kondisi operasi yang rentangnya lebih besar dibandingkan membran yang digunakan sebelumnya di PRO. Berdasarkan 6

penghitungan komputasional oleh Tanugi et al [36] , didapat bahwa graphene dapat memisahkan garam dari air secara efektif dan air dapat melewati membran dengan laju rata-rata 10100 L/cm2/hari/MPa selagi menyaring ion

garam. Jika membran ini dapat digunakan pada pembangkit listrik tenaga osmosis, ini dapat menjadi perkembangan yang besar dari efisiensi energi dari teknik osmosis. ion dekat elektroda sebagai julah EDL terserap dan EDL terdifusi [37-41]. Dalam difusi EDL, ion bermuatan mencapai kesetimbangan di antara difusi, yang cenderung untuk menyamakan konsentrasi ion dan gaya elektrostatis yang cenderung meningkatkan ketidakseimbangan muatan dekat dengan permukaan lain. Pada jarak yang jauh dari elektroda muatan dihalangi, sehingga potensial listrik hanya terdapat di dalam difusi EDL [37,38].

3.3. Electric Double-Layer Capacitor Capacitive energy extraction adalah metode yang baru dan menarik untuk mengkonversi energi yang dilepaskan dari pencampuran air tawar dan air laut menjadi energi listrik. Teknik ini berdasarkan dari teknologi electrochemical doube layer (EDL). EDL dideskripsikan oleh teori GouyChapman-Stern, dengan memodelkan distribusi

Gambar 6. Skema dari kapasitor EDL [39].

Gambar 7. Siklus untuk memperoleh energi dari perbedaan salinitas [39].

7

Gambar 8. Grafik dari siklus antara energi potensial dengan muatan [39].

Gambar 9. Skema dari aliran sel untuk memperoleh energi dari kapasitor dengan memanfaatkan perbedaan konsentrasi air, dan dibutuhkan sirkuit listrik [40]. Gambar 6 menunjukkan skema desain dari kapasitor EDL oleh Brogioli untuk memperoleh energi dari perbedaan konsentrasi air [41]. Dalam proses memperoleh energi dari kapasitor, terdapat 4 fase yang terjadi seperti yang terdapat pada gambar 5.

Hubungan antara tegangan dari kapasitor dan jumlah energi listrik yang diperoleh terdapat pada gambar 8. Dengan menggunakan perhitungan berdasarkan grafik yang terdapat pada gambar 8, dapat dilihat kalau energi yang didapat dari perbedaan konsentrasi sekitar 5 µJ, ekivalen dengan 2,2% energi [41]. Generasi kedua dari dari kapasitor EDL skala laboratorium yang didesain oleh Brogioli terdapat gambar 9, yang terdiri grafit (250 µm), elektroda karbon berpori (270 µm, porositas 65%). Semua material dipotong sehingga dimensinya menjadi 6 cm2 x 6 cm2 dan disusun, lalu dikompres. Larutan NaCl dipompa melalui lubang kecil (1,5 cm2 x 1,5 cm2) yang terdapat di tengah tumpukan, dan mengalir keluar meninggalkan sel melalui semua 4 sisi. Laju alir dibuat konstan, yaitu 1

Fase A: Sel diisi dengan air laut. Kapasitor mendapat tegangan sebesar 300 mV. Fase B: Rangkain terbuka. Sel dibilas dengan menggunakan air tawar. Tegangan meningkat sampai 333 mV. Fase C: Kapasitor mengalami penurunan tegangan sampai 300 mV. Fase D: Rangkaian terbuka. Elektroda dikontakkan dengan air laut. Tegangan turun menjadi 274 mV. 8

 Membran semipermeabel harus memiliki transportasi air yang baik.  Selektivitas ion merupakan karakter penting [42].  Hambatan listrik rendah [42].  Membran harus tahan terhadap fouling ketika menggunakan air alami dari laut dan sungai.  Membran harus mempunyai karakter stabilitas mekanik yang baik.

mL s-1 [37]. Meskipun performansi dari perolehan energi dari kapasitor jauh dari keadaan nyata, sehingga masih diperlukan pengembangan. Dan energi dan daya dari performansi kapasitor EDL dapat ditingkatkan dengan mencari struktur pori dari material elektroda yang sesuai. Kapasitor EDL ini dapat menjadi metode lain yang dapat menyaingi metode berbasis membran. 4.

Kesimpulan

Untuk produksi energi secara komersial, break-event point untuk membran adalah 5 W m-2[15]. Meskipun masih banyak riset dan pengembangan terhadap teknologi blue energy, sudah terdapat titik terang dalam ilmu pengetahuan untuk menunjang tercapainya teknologi ini. Banyak proyek dengan skala pilot yang sudah terlaksana. Mungkin saja, dalam beberapa tahun ke depan ada proyek dengan skala yang besar. Dengan melihat ketersediaan air laut yang melimpah serta konsumsi manusia akan energi yang terus meningkat, blue energy adalah salah satu jawaban untuk orang-orang yang memimpikan energi terbarukan yang ramah lingkungan. Blue energy adalah sumber energi terbarukan yang akan banyak digunakan manusia di masa depan.

Sebuah gambaran singkat untuk mengambil energi dari perbedaan salinitas air yang dibahas dalam makalah ini, termasuk teori dasar dan aplikasi. Sudah dibuktikan bahwa energi yang terdapat pada perbedaan salinitas air laut dan air sungai yang dapat digunakan sebagai sumber energi terbarukan untuk memenuhi kebutuhan energi manusia. Metode yang banyak dikembangkan adalah metode membran dengan proses PRO dan RED, maka perlu dikembangkan riset terhadap membran yang paling sesuai untuk teknologi blue enegy ini. Sistem berbasis membran adalah teknologi yang paling cocok untuk aplikasi dalam skala industri. Untuk meningkatkan efisiensi, kinerja harus dioptimalkan. Berikut beberapa syarat supaya membran dapat digunakan dalam skala besar:

9

Daftar Pustaka References 1.

2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

9.

10.

11. 12. 13. 14. 15.

16. 17. 18. 19. 20.

International Energy Agency, CO2 Emissions From Fuel Combustion Highlights, https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/CO2EmissionsFromFuelCombusti onHighlights2015.pdf, 2015. Carbon Dioxide Information Analysis Center, Oak Ridge National Laboratory. US Department of Energy, Oak Ridge, United States. Helfer, F., Lemckert C., & Anissimov, Y.G, Osmotic Power with Pressure Retarded Osmosis: Theory, Performance and Trends. Journal of Membran Science 453 (2014) 337-358. Kruyt, B., van Vuuren, D. P., de Vries, H. G. M., & Groenenberg, H., Indicators for Energy Security. Energy Policy, 37 (6) (2009) 2166-2181. Eni, O&G World Oil Gas Review, (2014). Nijmeijer, K., & Metz, S, Salinity Gradient Energy, Sustainability Science and Engineering, 2, (2010), 95-139. Vermaas, D.A., Saakes, M., & Nijmeijer, K, Capacitive Electrodes for Energy Generation by Reverse Electrodyalisis, Procedia Engineering, 44, (2012), 496-497. Brogioli D., Ziano, R., Rica, R., Salerno, D., Kozynchenko, O., Hamelers, H. V. M., & Mantegazza, F. Exploiting the spontaneous potential of the electrodes used in the capacitive mixing technique for the extraction of energy from salinity difference. Energy Environmental Science, 5, (2012) 9870-9880. Kulezco J., Kroeze, C., Post, J.W., & Fekete, B.M., The Potential of Blue Energy for Reducing Emissions of CO2 and non-CO2 Greenhouse Gases. Journal of Integrative Enviromental Science, 7, (2010), 89-96. Post, J.W., Blue Energy: Electricity from Salinity Gradients by Reverse Electrodyalisis (Master’s Thesis), http://www.waddenacademie.nl/fileadmin/inhoud/pdf/06 wadweten/Proefschriften/thesis_jan_Post.pdf, (2009). Clamptt V.H., Kiviat F.E., Energy Recovery from Saline Water by Means of Electrochemical Cells, Science, 194, (1979), 20. Guo W, et.al, Energy Harvesting with Single-Ion-Selective Nanopores: A Concentration-GradientDriven Nanofluidic Power Source, Adv Funct Mater, 20, (2010), 44. Semiat, R, Energy Issues in Desalination Processes. Environ Sci Technol 42:8 193-201. Vermaas, D.A., Saakes, M., & Nijmeijer, K, Capacitive Electrodes for Energy Generation by Reverse Electrodyalisis, Procedia Engineering, 44, (2012), 496-497. Zhijun Jia, Baoguo Wang, Shiqiang Song, Yongsheng Fan, Blue energy: Current technologies for sustainable power generation from water salinity gradient, Department of Chemical Engineering, Tsinghua University, China, (2014). Wenten, I.G.; Khoiruddin; Aryanti, P.T.P.; Hakim, A.N.; “Pengantar Teknologi Membran.” Teknik Kimia Institut Teknologi Bandung, (2010). Vermaas DA, Guler E, Saakes M, Nijmeijer K. Theoretical power density from salinity gradients using reverse electrodialysis. Energy Procedia (2012); 20: 170–84. Pattle RE. Production of electric power by mixing fresh and salt water in the hydro-electric pile. Nature (1954); 174: 660. Logan BE, Elimelech M. Membrane-based processes for sustainable power generation using water. Nature (2012); 488: 313–9. Scialdone O, Guarisco C, Grispo S, Angelo AD, Galia A. Investigation of electrode material-redox couple stems for reverse electrodialysis processes: Part I: iron redox. J Electroanal Chem, 681; (2012); 66–75.

10

21. Post JW, Hamelers HVM, Buisman CJN, Energy Recovery Form Controlled Mixing Salt and Fresh Water with a Reverse Electro-Dilaysis System. Enivron Sci Technol (2008) 42:5785-90. 22. International Renewable Energy Agency (IRENA), Salinity Gradient Energy, June 2014. 23. REDStack webpage available at www.redstack.nl/index.php?option=com_content&view=article&id=13&Itemid=10 24. Długołęcki P, Dąbrowska J, Nymeijer K, Wessling M. Ion conductive spacers for increased power generation in reverse electrodialysis. J Membr Sci (2010); 347: 101–7. 25. Veerman J, Saakes M, Metz SJ, Harmsen GJ. Reverse electrodialysis: performance of a stack with 50 cells on the mixing of sea and river water. J Membr Sci (2009); 327: 136–44. 26. Veerman J, Saakes M, Metz SJ, Harmsen GJ. Reverse electrodiaysis: evaluation of suitable electrode systems. J Appl Electrochem (2010); 40: 1461–74. 27. Veerman J, Jong RM de, Saakes M, Meta SJ, Harmsen GJ. Reverse electrodialysis: comparsion of six commercial membrane pairs on the thermodynamic efficiency and power density. J Membr Sci (2009); 343: 7–15. 28. Octave, Levensipiel, & Nde, Nevers, Osmotic Pump. Science, 183:1 (1974) 57-60. 29. Post JW, Veerman J, Haelers HM, Euverink GJW, Mets SJ, Nymeijer K, et al. Salinity-gradient power: evaluation of pressure-retarded osmosis and reverse electrodialysis, J Membr Sci (2007) 288:218-30. 30. Xu ZR, Yang CG, Liu CH, Zhou Z, Fang J, Wang JH, An osmostic micro-pump integrated on a microfluidic chip for perfusion cell culture. Talanta (2010) 80:1088-93. 31. Zhour ZB, Benbouzid M, Charpentier JO, Scuiller F, Tang TH. A review of energy storage technologies for marine current energy systm. Renew Sust Energ Rev (2013) 18:390-400. 32. Schematic diagram of the pilot PRO plant, constructed by Statkraft, available at: http://www.statkraft.com/energy-sources/osmotic-power/ 33. Thorsen T, Holt T. The potential for power production from salinity gradients by pressure retarded osmosis. J Membr Sci (2009) 335: 103-10. 34. Skilhagen SE, Drugstad JE, Aaberg RJ. Osmotic power-power production based on the osmotic pressure difference between waters with varying salt gradients. Desalinations (2008); 220: 476-82. 35. Skilhagen SE. Osmotic power- a new renewable enrgy source. Desalin Water Treat (2010); 15:2718. 36. Tanugi DC, Grossman JC. Water Desalination Across Nanoporous Graphene. Nano Lett (2012); 15: 271-8. 37. Sharma P, Bhatti TS. A review on electrochemical double-layer capacitors. Energ Convers Manage (2010); 51: 2901–12. 38. Brogioli D. Extracting renewable energy from a salinity difference using a capacitor. Phys Rev Lett (2009); 103 (058501):1–4. 39. Jayalakshmi M, Radhika P, Rao MM. A new electrode consisting of Prussian bule/Dibenzo-18crown-6 ion-pair complex for electrochemical capacitor application. J Power Sources (2006);158: 801–5. 40. Khomenko V, Raymundo-Piňero E, Bĕguin F. A new type of high energy asymmetric capacitor with nanoporous carbon electrodes in aqueous electrolyte, Journal of power sources. J Power Sources (2010); 195: 4234–41. 41. Brogioli D, Zhao R, Biesheuvel PM. Aprototype cell for extracting energy from a water salinity difference by means of double layer expansion in nanoporous carbon electrodes. Energy Environ Sci (2011); 4: 772–7. 42. Wenten, I.G.; “Teknologi Membran: Prospek dan Tantangannya.” Teknik Kimia Institut Teknologi Bandung, (2015).

11