Wodorost
Jednym ze sposobów, w jaki ludzkość zaczyna walczyć z kurczącymi się zasobami energii, jest
Jednym ze źródeł paliw przyszłości jestalgi to małe organizmy wodne, które przekształcają światło słoneczne w energię i przechowują je w postaci oleju. Naukowcy i inżynierowie na całym świecie badają najlepsze odmiany glonów eukariotycznych i opracowują najbardziej wydajne metody uprawy.
Ten szybki potencjał produkcyjny jest połączonyz potencjałem do produkcji nieskończonej ilości biomasy prowadzi do teoretycznie nieskończonego źródła energii. W każdym razie bardziej odnawialne niż ropa, węgiel i gaz, a oto dlaczego.
Mikroalgi są małe, jednokomórkowerośliny, które rosną w morzu i wychwytują węgiel w procesie fotosyntezy. Rośliny te były niegdyś prehistorycznym źródłem ropy naftowej wydobywanej obecnie ze skorupy ziemskiej. Miliony lat temu kwitnące algi obumarły i opadły na dno morskie. Ostatecznie wysokie ciśnienie i temperatura skorupy ziemskiej zamieniły pozostałości mikroalg w ropę naftową. Dziś biopaliwa pozyskiwane z alg starają się przyspieszyć ten proces, tworząc warunki niezbędne do ekstrakcji olejów z lipidów mikroalg.
Algi zaczęto uważać zaalternatywne źródło energii jest stosunkowo nowe, ale technologia, zdaniem ekspertów, jest bardzo obiecująca. Dość powiedzieć, że z 1 hektara powierzchni wody zajmowanej przez glony można uzyskać 150 tys. M3 biogazu rocznie. Jest to w przybliżeniu równe objętości gazu wytwarzanego przez małą studnię i wystarcza na życie małej wioski.
Glony zielone są łatwe w utrzymaniu i szybkierosną i są reprezentowane przez wiele gatunków, które wykorzystują energię światła słonecznego do fotosyntezy. Wszelką biomasę, czy to cukry, czy tłuszcze, można przekształcić w biopaliwa, najczęściej bioetanol i biodiesel. Algi są idealnym ekopaliwem, ponieważ rosną w środowisku wodnym i nie wymagają zasobów ziemi, są wysoce produktywne i nie szkodzą środowisku.
Ten rodzaj paliwa nadal ma ograniczenia.
Od ponad pięciu lat, zaczynając od okOd 2005 roku firmy produkujące biopaliwa z alg, w tym Algenol, Sapphire Energy i Solazyme, przyciągnęły setki milionów dolarów w postaci inwestycji sektora prywatnego, obiecując, że chemiczna inżynieria glonów może zwiększyć produkcję dziesiątek gatunków wodorostów. milionów galonów paliwa w ciągu kilku lat po cenach konkurencyjnych w stosunku do paliw kopalnych. Konwersja paliwa z alg opiera się przede wszystkim na wysokim stężeniu lipidów w surowcu: tłuszczowych, zawierających olej cząsteczkach kwasu, które można ekstrahować w celu wytworzenia biopaliw.
Prawie 15 lat później świat zielonych technologiiprzestał kochać biopaliwa z alg. Pomimo dużych sum wydanych na rozwój procesu konwersji ambitne cele produkcyjne branży – nie wspominając o konkurencyjności cenowej paliw kopalnych – pozostają odległym marzeniem. Z punktu widzenia kosztów znaczny spadek cen ropy naftowej w latach 2008 i 2014 z pewnością nie przyczynił się do zwiększenia konkurencyjności biopaliw, ale główną przeszkodą okazały się również problemy techniczne. Pojawiły się nierozwiązywalne problemy związane z bilansem energetycznym ekstrakcji lipidów, utrzymaniem odpowiednich warunków wzrostu w otwartych stawach oraz ogromnymi ilościami wody, CO₂ i nawozów potrzebnych glonom do wystarczająco szybkiej fotosyntezy na dużą skalę.
Wulkany
Jedno z głównych osiągnięć w masteringuEnergia wulkaniczna jest własnością amerykańskich naukowców z firm inicjujących AltaRock Energy i Davenport Newberry Holdings. Badania przeprowadzono na uśpionym wulkanie w Oregonie w USA. Słona woda została wpompowana głęboko w skały. Z powodu rozpadu pierwiastków radioaktywnych i najgorętszego płaszcza Ziemi temperatura we wnętrzu jest bardzo wysoka. Po podgrzaniu woda zamieniła się w parę. Podawany jest do turbiny, która wytwarza energię elektryczną.
Do tej pory są jeszcze dwadziałające elektrownie, które wykorzystują tę technologię. Jeden jest we Francji, a drugi w Niemczech. Generalnie, według US Geological Survey, energia geotermalna jest potencjalnie w stanie pokryć 50% zapotrzebowania kraju na energię elektryczną (dziś jej udział wynosi zaledwie 0,3%).
Inny sposób wykorzystania wulkanów doprodukcja energii została zaproponowana w 2009 roku przez islandzkich naukowców. W pobliżu głębin wulkanicznych znaleźli podziemny zbiornik wody o nienormalnie wysokiej temperaturze. Bardzo gorąca woda znajduje się gdzieś na granicy cieczy i gazu i istnieje tylko przy określonej temperaturze i ciśnieniu.
Wybuch wulkanu Mato West w 2009 roku.Zdjęcie dzięki uprzejmości National Oceanic and Atmospheric Administration. Źródło: National Oceanic and Atmospheric Administration.
Naukowcy mogliby wygenerować coś podobnego wlaboratoria, ale okazało się, że taką wodę można znaleźć w przyrodzie - w trzewiach ziemi. Uważa się, że z wody o „temperaturze krytycznej” można wydobyć 10 razy więcej energii niż z wody zagotowanej w sposób klasyczny.
Co więcej, wykazało najnowsze badanieże erupcje wulkanów głęboko w oceanach mogą wytworzyć niezwykle potężne wybuchy energii w tempie wystarczającym do zasilenia całych Stanów Zjednoczonych.
Przez długi czas wierzono, że erupcjewulkany głębinowe są stosunkowo nieciekawe w porównaniu z erupcjami na lądzie. Chociaż wulkany na lądzie często powodują spektakularne erupcje, rozpraszając popiół wulkaniczny w środowisku, wierzono, że erupcje głębinowe spowodowały jedynie powolne wypływy lawy.
Ale dane zbierane zdalniezałogowe pojazdy głęboko w północno-wschodnim Pacyfiku, a analizy przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Leeds wykazały związek między sposobem rozpraszania popiołu podczas erupcji łodzi podwodnych a tworzeniem się dużych i potężnych kolumn podgrzanej wody unoszącej się z dna oceanu zwane megapiórami.
Te megapióry zawierają gorące, bogatesubstancji chemicznych w wodzie i działają w taki sam sposób, jak smugi atmosferyczne widziane z wulkanów na lądzie, rozprzestrzeniając się najpierw w górę, a następnie na zewnątrz, niosąc ze sobą popiół wulkaniczny. Rozmiar megapiór jest ogromny, a objętość wody odpowiada czterdziestu milionom basenów olimpijskich. Odkryto je nad różnymi podmorskimi wulkanami, ale ich pochodzenie pozostaje nieznane. Wyniki nowego badania naukowców z Uniwersytetu w Leeds pokazują, że powstają one szybko podczas erupcji lawy.
Naukowcy opracowali model matematycznyco pokazuje, jak popiół z tych podwodnych erupcji rozprzestrzenia się kilka kilometrów od wulkanu. Wykorzystali strukturę popiołu powstałego po historycznej erupcji łodzi podwodnej, aby zrekonstruować jego dynamikę. Pokazało to, że tempo uwalniania energii wymaganej do transportu popiołu na zaobserwowane odległości było niezwykle wysokie – równoważne mocy zużywanej przez całe Stany Zjednoczone.
Papier
Technologia stworzona w Japonii przez firmę Sonywytwarza energię elektryczną, przekształcając rozdrobniony papier w cukier, który z kolei wykorzystuje się jako paliwo. Zespół odpowiedzialny za projekt stwierdził, że takie biobaterie są przyjazne dla środowiska, ponieważ nie wykorzystują szkodliwych substancji chemicznych ani metali.
Proces opiera się na zastosowaniu enzymucelulazy do rozkładu materiałów na cukier glukozowy. Następnie łączą się z tlenem i innymi enzymami, które przekształcają materiał w elektrony i jony wodoru. W projekcie elektrony były używane przez baterię do generowania energii elektrycznej. Jako produkty uboczne powstały woda i kwaśny glukonolakton, który jest powszechnie stosowany w kosmetykach.
Porównali naukowcy zaangażowani w projektjest to proces z mechanizmem używanym przez termity do trawienia drewna i przekształcania go w energię. Ich praca opiera się na poprzednim projekcie, w którym używali soku owocowego do zasilania odtwarzacza muzycznego Walkman.
Łańcuch jest przerywany przez enzymy ipowstała glukoza jest przetwarzana przez inną grupę enzymów, za pomocą których uwalniane są jony wodoru i wolne elektrony. Elektrony są kierowane przez obwód zewnętrzny w celu wytworzenia energii elektrycznej. Przyjmuje się, że taki zakład przy obróbce jednego arkusza papieru o wymiarach 210 x 297 mm może generować około 18 watów na godzinę (mniej więcej tyle samo energii generuje 6 baterii AA).
Metoda jest przyjazna dla środowiska:Istotną zaletą takiej „baterii” jest brak metali i szkodliwych związków chemicznych. Od prezentacji projektu minęło wiele lat, ale technologia wciąż jest daleka od komercjalizacji: prąd jest wytwarzany dość mało - wystarczy tylko do zasilania małych przenośnych gadżetów.
Jaki jest wynik finansowy?
Ludzie używają skamieniałości jako głównego źródłaenergia. Problem w tym, że w teorii prędzej czy później mogą się skończyć. Ale ludzie mogą nie dożyć tego momentu z powodu globalnego ocieplenia i zmian klimatycznych. Naukowcy i pasjonaci codziennie poszukują nowych źródeł energii. Nie wszystkie z nich są oczywiste i od razu odniosą sukces komercyjny, ale praca w tym kierunku to już postęp, który może pomóc naszej egzystencji. Czas zarzucić szeroką sieć.
Czytaj więcej
Powstała pierwsza dokładna mapa świata. Co jest nie tak ze wszystkimi innymi?
Zobacz strumienie marsjańskiego pyłu z helikoptera Ingenuity
Helikopter Ingenuity z powodzeniem startuje na Marsie
Celulaza - enzym należący do tej klasyhydrolaza, która katalizuje hydrolizę wiązań β-glikozydowych w celulozie z utworzeniem glukozy lub disacharydu celobiozy. Występuje w porośniętych ziarnach, grzybach, wielu bakteriach, a także w wielu zwierzętach żywionych drewnem.
Glukonolakton to polihydroksykwas (PHA), który powstaje w wyniku utleniania glukozy (naturalnego cukru występującego m.in. w organizmie człowieka).
Termity, czyli białe mrówki, - infraorderowady społeczne z niepełną transformacją, związane z karaluchami. Pomimo nazwy „białe mrówki” nie są mrówkami, chociaż pod wieloma względami są do nich podobne w sposobie życia.