Tang
En af de måder, hvorpå menneskeheden begynder at bekæmpe svindende energireserver, er
En af fremtidens brændstofkilder eralger er små vandorganismer, der omdanner sollys til energi og opbevarer det som olie. Forskere og ingeniører rundt om i verden undersøger de bedste stammer af eukaryote alger og udvikler de mest effektive landbrugsmetoder.
Dette hurtige produktionspotentiale kombineresmed potentialet til at producere en uendelig mængde biomasse fører til en teoretisk uendelig energikilde. Mere vedvarende end olie, kul og gas, alligevel, og her er hvorfor.
Mikroalger er små, encelledeplanter, der vokser i havet og fanger kulstof gennem fotosyntese. Disse planter var engang en forhistorisk kilde til råolie, der ekstraheres fra jordskorpen i dag. For millioner af år siden døde de blomstrende alger og sank ned på havbunden. Til sidst forvandlede det høje tryk og temperaturen på jordskorpen resterne af mikroalger til råolie. I dag forsøger biobrændstoffer afledt af alger at fremskynde denne proces ved at skabe de nødvendige betingelser for at udvinde olier fra mikroalgerlipider.
Alger begyndte at blive betragtet somalternativ energikilde er relativt ny, men ifølge eksperter er teknologien meget lovende. Det er tilstrækkeligt at sige, at fra 1 hektar vandoverfladeareal, der er optaget af alger, kan der opnås 150 tusind kubikmeter biogas om året. Dette er omtrent lig med volumenet af gas, som en lille brønd producerer, og er nok til livet i en lille landsby.
Grønne alger er nemme at vedligeholde, hurtigevokser og er repræsenteret af mange arter, der bruger energien fra sollys til fotosyntese. Al biomasse, hvad enten det er sukker eller fedt, kan omdannes til biobrændstoffer, oftest bioethanol og biodiesel. Alger er et ideelt miljøbrændstof, fordi det vokser i vandmiljø og ikke kræver jordressourcer, er meget produktivt og ikke skader miljøet.
Denne type brændstof har stadig begrænsninger.
I mere end fem år, starter caSiden 2005 har algebiobrændstofvirksomheder, herunder Algenol, Sapphire Energy og Solazyme, tiltrukket hundredvis af millioner af dollars i investeringer i den private sektor og lovet, at kemiske alger kan øge produktionen af snesevis af arter. millioner af liter brændstof over flere år til priser, der er konkurrencedygtige med fossile brændstoffer. Omdannelse af algebrændstof er primært baseret på den høje koncentration af lipider i råmaterialet: fede, olieholdige syremolekyler, der kan udvindes for at skabe biobrændstoffer.
Næsten 15 år senere, verden af grøn teknologiforelskede sig i algebiobrændstof. På trods af de store beløb, der er brugt på at udvikle konverteringsprocessen, er industriens ambitiøse produktionsmål – for ikke at tale om konkurrenceevne på fossile brændstoffer – stadig en fjern drøm. Ud fra et omkostningsperspektiv forbedrede det markante fald i oliepriserne i 2008 og 2014 bestemt ikke biobrændstoffernes konkurrenceevne, men tekniske problemer viste sig også at være en stor anstødssten. Der er opstået vanskelige problemer med hensyn til energibalancen ved lipidekstraktion, opretholdelse af passende vækstbetingelser i åbne damme og de enorme mængder vand, CO₂ og gødning, der kræves for, at algerne kan fotosyntetisere hurtigt nok i stor skala.
Vulkaner
En af de vigtigste udviklinger inden for masteringDen vulkanske energi ejes af amerikanske forskere fra de igangsættende virksomheder AltaRock Energy og Davenport Newberry Holdings. Forskningen blev udført på en sovende vulkan i Oregon, USA. Saltvandet blev pumpet dybt ned i klipperne. På grund af henfaldet af radioaktive grundstoffer og Jordens varmeste kappe er temperaturen i det indre meget høj. Ved opvarmning blev vandet til damp. Den fødes til en turbine, der genererer elektricitet.
Til dato er der stadig todrift af kraftværker, der bruger denne teknologi. Den ene er i Frankrig og den anden er i Tyskland. Generelt er geotermisk energi ifølge US Geological Survey potentielt i stand til at levere 50% af landets elektricitetsbehov (i dag er dens bidrag kun 0,3%).
En anden måde at bruge vulkaner tilenergiproduktion blev foreslået i 2009 af islandske forskere. Nær de vulkanske dybder fandt de et underjordisk reservoir med vand med en unormalt høj temperatur. Meget varmt vand er et eller andet sted på grænsen mellem væske og gas og eksisterer kun ved en bestemt temperatur og et bestemt tryk.
Mato West Volcano bryder ud i 2009.Billede med tilladelse fra National Oceanic and Atmospheric Administration. Kredit: National Oceanic and Atmospheric Administration.
Forskere kunne skabe noget lignende ilaboratorier, men det viste sig, at sådant vand findes i naturen - i jordens tarm. Det antages, at der kan ekstraheres 10 gange mere energi fra vand med "kritisk temperatur" end fra vand, der koges på den klassiske måde.
Desuden viste en nylig undersøgelseat vulkanudbrud dybt i havene kan producere ekstremt kraftige energiudbrud med en hastighed, der er tilstrækkelig til at drive hele USA.
I lang tid blev det antaget, at udbruddybhavsvulkaner er relativt uinteressante sammenlignet med landbaserede udbrud. Selvom landbaserede vulkaner ofte forårsager spektakulære udbrud ved at sprede vulkansk aske i miljøet, blev det antaget, at dybhavsudbrud kun forårsagede langsomt bevægende lavastrømme.
Men data indsamlet eksterntbemandede køretøjer dybt i det nordøstlige Stillehav og analyseret af videnskabsmænd fra University of Leeds har afsløret en sammenhæng mellem den måde, aske spredes på under ubådsudbrud og dannelsen af store og kraftige søjler af opvarmet vand, der stiger op fra havbunden kendt som megaplumer.
Disse megaplumer indeholder varme, rigekemikalier i vand og virker på samme måde som de atmosfæriske faner set fra landbaserede vulkaner, spreder sig først opad og derefter udad og fører vulkansk aske med sig. Størrelsen af megaplume er enorm, med et vandvolumen svarende til fyrre millioner olympiske svømmebassiner. De er blevet opdaget over forskellige undersøiske vulkaner, men deres oprindelse er stadig ukendt. Resultaterne af en ny undersøgelse foretaget af forskere fra University of Leeds viser, at de dannes hurtigt under lavaudbrud.
Forskerne udviklede en matematisk modelsom viser, hvordan asken fra disse undervandsudbrud spreder sig flere kilometer fra vulkanen. De brugte askestrukturen fra det historiske ubådsudbrud til at rekonstruere dens dynamik. Dette viste, at hastigheden af energifrigivelse, der kræves for at transportere aske over de observerede afstande, var ekstrem høj - svarende til den strøm, der blev brugt af hele USA.
Papir
Teknologi skabt i Japan af Sonygenererer elektricitet ved at omdanne strimlet papir til sukker, som igen bruges som brændstof. Teamet bag projektet sagde, at sådanne biobatterier er miljøvenlige, da de ikke bruger skadelige kemikalier eller metaller.
Processen er baseret på brugen af et enzymcellulaser til nedbrydning af materialer til glukose sukker. De kombineres derefter med ilt og andre enzymer, der omdanner materialet til elektroner og brintioner. I projektet blev elektroner brugt af et batteri til at generere elektricitet. Vand og syre-gluconolacton, som ofte bruges i kosmetik, blev skabt som biprodukter.
Forskerne involveret i projektet sammenlignededette er en proces med en mekanisme, som termitter bruger til at fordøje træ og omdanne det til energi. Deres arbejde bygger på et tidligere projekt, hvor de brugte frugtsaft til at drive deres Walkman musikafspiller.
Kæden er brudt af enzymer, ogden resulterende glukose behandles af en anden gruppe enzymer, ved hjælp af hvilke hydrogenioner og frie elektroner frigøres. Elektroner kanaliseres gennem et eksternt kredsløb for at generere elektricitet. Det antages, at et sådant anlæg under behandlingen af et ark 210 x 297 mm papir kan generere ca. 18 watt i timen (ca. den samme mængde energi genereres af 6 AA-batterier).
Metoden er miljøvenlig:en vigtig fordel ved et sådant "batteri" er fraværet af metaller og skadelige kemiske forbindelser. Der er gået mange år siden præsentationen af projektet, men teknologien er stadig langt fra kommercialisering: elektricitet genereres ret lidt - det er kun nok til at drive små bærbare gadgets.
Hvad er bundlinjen?
Folk bruger fossiler som deres vigtigste kildeenergi. Problemet er, at de før eller senere i teorien kan ende. Men folk overlever muligvis ikke indtil dette øjeblik på grund af global opvarmning og klimaændringer. Forskere og entusiaster leder efter nye energikilder hver dag. Ikke alle af dem er åbenlyse og vil blive kommercielt vellykkede med det samme, men at arbejde i denne retning er allerede fremskridt, der kan hjælpe vores eksistens. Tid til at kaste et bredt net.
Læs mere
Det første nøjagtige kort over verden blev oprettet. Hvad er der galt med alle andre?
Se strømme af marsstøv fra Ingenuity-helikopteren
Opfindelseshelikopter starter med succes på Mars
Cellulase - et enzym, der hører til klassenhydrolase, der katalyserer hydrolysen af β-glykosidbindinger i cellulose med dannelsen af glucose eller cellobiose-disaccharid. Det findes i spirede korn, svampe, mange bakterier og også i et antal dyr, der lever af træ.
Gluconolacton er en polyhydroxy syre (PHA), som opnås som et resultat af oxidationen af glucose (et naturligt sukker, der blandt andet findes i menneskekroppen).
Termitter eller hvide myrer - infraordersociale insekter med ufuldstændig transformation, relateret til kakerlakker. På trods af navnet "hvide myrer" er de ikke myrer, selvom de i mange henseender ligner dem i deres livsstil.