אַצָה
אחת הדרכים שבהן האנושות מתחילה להילחם ברזרבות האנרגיה המצטמצמות היא
אחד ממקורות הדלק של העתיד הואאצות הן אורגניזמים ימיים קטנים ההופכים את אור השמש לאנרגיה ומאחסנים אותה כשמן. מדענים ומהנדסים ברחבי העולם חוקרים את מיטב הזנים של אצות אוקריוטיות ומפתחים את שיטות החקלאות היעילות ביותר.
פוטנציאל הייצור המהיר הזה משולבעם פוטנציאל לייצר כמות אינסופית של ביומסה מוביל למקור אנרגיה אינסופי תיאורטי. מתחדשת יותר מנפט, פחם וגז, בכל מקרה, והנה הסיבה.
מיקרו אצות זעירות, חד תאיותצמחים הגדלים בים ולוכדים פחמן באמצעות פוטוסינתזה. צמחים אלה היו בעבר מקור פרהיסטורי של נפט גולמי המופק מקרום כדור הארץ כיום. לפני מיליוני שנים האצות הפורחות מתו ושקעו לקרקעית הים. בסופו של דבר, הלחץ הגבוה והטמפרטורה של קרום כדור הארץ הפכו את שאריות המיקרואלות לנפט גולמי. כיום, דלקים ביולוגיים שמקורם באצות מנסים להאיץ את התהליך הזה על ידי יצירת התנאים הדרושים להפקת שמנים משומנים מיקרו-אצות.
אצות החלו להיחשב כמקור אנרגיה חלופי הוא יחסית חדש, אך הטכנולוגיה, לדברי מומחים, מבטיחה מאוד. די אם נאמר כי מ -1 דונם של שטח פנים מים שנכבש על ידי אצות, ניתן להשיג 150 אלף מ"ק ביוגז בשנה. זה שווה בערך לנפח הגז שמייצרת באר קטנה ומספיק לחיי כפר קטן.
אצות ירוקות קלות לתחזוקה, מהירותגדלים ומיוצגים על ידי מינים רבים המשתמשים באנרגיית אור השמש לצורך פוטוסינתזה. ניתן להמיר את כל הביומסה, בין אם מדובר בסוכרים או בשומנים, לדלקים ביולוגיים, לרוב לביו אתנול וביו דיזל. אצות מהוות דלק אקולוגי אידיאלי מכיוון שהוא גדל בסביבה מימית ואינו דורש משאבי קרקע, הוא פרודוקטיבי ביותר ואינו פוגע בסביבה.
לסוג זה של דלק יש עדיין מגבלות.
במשך יותר מחמש שנים, החל בערךמאז 2005, חברות דלק ביולוגי אצות כולל אלגנול, ספיר אנרג'י וסולאזיים משכו מאות מיליוני דולרים בהשקעות במגזר הפרטי, תוך הבטחה שאצות הנדסה כימית עשויות להגביר את הייצור של עשרות מינים. מיליוני גלונים של דלק במשך כמה שנים במחירים תחרותיים עם דלק מאובנים. המרת דלק אצות מבוססת בעיקר על הריכוז הגבוה של שומנים בחומר הזנה: מולקולות חומצה שומניות המכילות שמן שניתן להפיק ליצירת דלק ביולוגי.
כמעט 15 שנים מאוחר יותר, עולם הטכנולוגיה הירוקההתאהבה בדלק ביולוגי אצות. למרות הסכומים הגדולים שהושקעו בפיתוח תהליך ההמרה, יעדי הייצור השאפתניים של התעשייה - שלא לדבר על תחרותיות מחירי הדלק המאובנים - נותרו בגדר חלום רחוק. מבחינת עלות, הירידה המשמעותית במחירי הנפט ב-2008 וב-2014 בהחלט לא שיפרה את התחרותיות של הדלק הביולוגי, אבל גם בעיות טכניות התבררו כאבן נגף מרכזית. התעוררו בעיות בלתי פתירות במונחים של מאזן האנרגיה של מיצוי שומנים, שמירה על תנאי גידול מתאימים בבריכות פתוחות, והכמויות העצומות של מים, CO₂ ודשנים הנדרשים לאצות לפוטוסינתזה במהירות מספקת בקנה מידה גדול.
הרי געש
אחת ההתפתחויות העיקריות בשליטההאנרגיה הוולקנית היא בבעלות חוקרים אמריקאים מהחברות היוזמות AltaRock Energy ו- Davenport Newberry Holdings. המחקר בוצע על הר געש רדום באורגון, ארה"ב. מי המלח נשאבו עמוק לסלעים. עקב ריקבון היסודות הרדיואקטיביים והמעטפת החמה ביותר של כדור הארץ, הטמפרטורה בפנים גבוהה מאוד. בחימוםם, המים הפכו לאדים. היא מוזנת לטורבינה, המייצרת חשמל.
נכון להיום, עדיין יש שנייםהפעלת תחנות כוח המשתמשות בטכנולוגיה זו. האחד נמצא בצרפת והשני בגרמניה. באופן כללי, על פי הסקר הגיאולוגי האמריקני, אנרגיה גיאותרמית מסוגלת לספק 50% מצרכי החשמל במדינה (כיום תרומתה היא 0.3% בלבד).
דרך נוספת להשתמש בהרי געש לייצור אנרגיה הוצע בשנת 2009 על ידי חוקרים איסלנדים. בסמוך לעומק הגעשי הם מצאו מאגר תת קרקעי של מים עם טמפרטורה גבוהה באופן חריג. מים חמים מאוד נמצאים אי שם בגבול בין נוזל לגז וקיימים רק בטמפרטורה ולחץ מסוימים.
הר הגעש מאטו ווסט מתפרץ בשנת 2009.תמונה באדיבות המינהל הלאומי לאוקיאנוס ואווירה. קרדיט: המינהל הלאומי לאוקיינוסים ואטמוספירה.
מדענים יכולים ליצור משהו דומה במעבדות, אך התברר כי מים כאלה נמצאים בטבע - בתוך מעי האדמה. הוא האמין כי ניתן להפיק אנרגיה פי 10 יותר ממים בעלי "טמפרטורה קריטית" מאשר ממים שהובאו לרתיחה באופן הקלאסי.
יתרה מכך, מחקר שנערך לאחרונה הראהשהתפרצויות געשיות בעומק האוקיינוסים יכולות לייצר פרצי אנרגיה עוצמתיים ביותר בקצב מספיק כדי להפעיל את ארצות הברית כולה.
במשך זמן רב האמינו כי התפרצויותהרי געש עמוקים הם יחסית לא מעניינים בהשוואה להתפרצויות יבשות. למרות שהרי געש יבשתיים גורמים לעתים קרובות להתפרצויות מרהיבות על ידי פיזור אפר וולקני בסביבה, האמינו כי התפרצויות בים עמוק רק גרמו לזרמי לבה נעים לאט.
אבל הנתונים נאספים מרחוקכלי רכב מאוישים בעומק צפון מזרח האוקיינוס השקט ונותחו על ידי מדענים מאוניברסיטת לידס חשפו קשר בין אופן פיזור האפר במהלך התפרצויות צוללות לבין היווצרותם של עמודים גדולים וחזקים של מים מחוממים העולים מקרקעית האוקיינוס המכונה megaplumes.
מגפלומים אלה מכילים חמים, עשיריםכימיקלים במים ופועלים באותו אופן כמו הפלומות האטמוספריות הנראות מהרי געש מבוססי יבשה, מתפשטים תחילה כלפי מעלה ואחר כך החוצה, נושאים איתם אפר וולקני. גודלם של המגפלומים הוא עצום, עם נפח מים שווה ערך לארבעים מיליון בריכות שחייה אולימפיות. הם התגלו מעל הרי געש תת-ימיים שונים, אך מקורם אינו ידוע. תוצאות מחקר חדש של מדענים מאוניברסיטת לידס מראות שהם נוצרים במהירות במהלך התפרצויות לבה.
החוקרים פיתחו מודל מתמטימה שמראה כיצד האפר מההתפרצויות התת-ימיות הללו מתפשט כמה קילומטרים מהר הגעש. הם השתמשו במבנה של אפר מהתפרצות הצוללת ההיסטורית כדי לשחזר את הדינמיקה שלו. זה הראה שקצב שחרור האנרגיה הנדרש להובלת אפר לאורך המרחקים הנצפים היה גבוה ביותר - שווה ערך להספק המשמש את ארצות הברית כולה.
עיתון
טכנולוגיה שנוצרה ביפן על ידי סונימייצר חשמל על ידי המרת נייר מגורר לסוכר, שבתורו משמש כדלק. הצוות מאחורי הפרויקט אמר כי ביו-סוללות כאלה הן ידידותיות לסביבה מכיוון שאינן משתמשות בכימיקלים או מתכות מזיקים.
התהליך מבוסס על שימוש באנזיםתאית לפירוק חומרים לסוכר גלוקוז. לאחר מכן הם משולבים עם חמצן ואנזימים אחרים ההופכים את החומר לאלקטרונים וליוני מימן. בפרויקט, אלקטרונים שימשו סוללה להפקת חשמל. מים וחומצה גלוקונולקטון, המשמש בדרך כלל בתמרוקים, נוצרו כתוצרי לוואי.
החוקרים המעורבים בפרויקט השווזהו תהליך עם מנגנון שהטרמיטים משתמשים בו לעיכול עץ ולהפיכתו לאנרגיה. עבודתם מתבססת על פרויקט קודם בו השתמשו במיץ פירות להפעלת נגן המוזיקה שלהם ווקמן.
השרשרת נשברת על ידי אנזימים, והגלוקוז המתקבל מעובד על ידי קבוצה אחרת של אנזימים, בעזרתם משתחררים יוני מימן ואלקטרונים חופשיים. אלקטרונים מתועלים דרך מעגל חיצוני לייצור חשמל. ההנחה היא כי מפעל כזה, במהלך עיבוד גיליון אחד של 210 על 297 מ"מ נייר, יכול לייצר כ 18 וואט לשעה (בערך אותה כמות אנרגיה נוצרת על ידי 6 סוללות AA).
השיטה ידידותית לסביבה:יתרון חשוב של "סוללה" כזו הוא היעדר מתכות ותרכובות כימיות מזיקות. עברו שנים רבות מאז הצגת הפרויקט, אך הטכנולוגיה עדיין רחוקה מלהתמסחר: חשמל מיוצר די מעט - זה מספיק רק בכדי להניע גאדג'טים ניידים קטנים.
מה השורה התחתונה?
אנשים משתמשים במאובנים כמקור העיקרי שלהםאֵנֶרְגִיָה. הבעיה היא שבמוקדם או במאוחר, בתיאוריה, הם עלולים להסתיים. אך אנשים עשויים שלא לשרוד עד לרגע זה בגלל התחממות כדור הארץ ושינויי אקלים. מדענים וחובבים מחפשים מקורות אנרגיה חדשים מדי יום. לא כולם ברורים מאליהם והם יצליחו באופן מסחרי באופן מיידי, אך עבודה בכיוון זה היא כבר התקדמות שיכולה לסייע לקיומנו. הגיע הזמן ללהק רשת רחבה.
קרא עוד
המפה המדויקת הראשונה של העולם נוצרה. מה רע בכולם?
ראה זרמי אבק מאדים ממסוק Ingenuity
מסוק כושר המצאה ממריא בהצלחה על מאדים
תאית - אנזים השייך למעמדהידרולאז המזרז את ההידרוליזה של קשרים β- גליקוזידיים בתאית עם היווצרות גלוקוז או דו-סוכר תא סלוביזי. הוא נמצא בגרגרים מונבטים, בפטריות, בחיידקים רבים, וגם במספר בעלי חיים הניזונים מעץ.
גלוקונולקטון היא חומצה פולי-הידרוקסי (PHA), המתקבלת כתוצאה מחמצון הגלוקוז (סוכר טבעי שנמצא בין היתר בגוף האדם).
טרמיטים, או נמלים לבנות, - infraorderחרקים חברתיים עם טרנספורמציה שלמה, הקשורים לג'וקים. למרות השם "נמלים לבנות", הם אינם נמלים, אם כי במובנים רבים הם דומים להם באורח חייהם.