Alge
Unul dintre modurile în care omenirea începe să combată scăderea rezervelor de energie este
Una dintre sursele de combustibil ale viitorului estealgele sunt mici organisme acvatice care transformă lumina soarelui în energie și o stochează ca petrol. Oamenii de știință și inginerii din întreaga lume cercetează cele mai bune tulpini de alge eucariote și dezvoltă cele mai eficiente metode agricole.
Acest potențial de producție rapid este combinatcu potențialul de a produce o cantitate infinită de biomasă duce la o sursă teoretic infinită de energie. Mai multe regenerabile decât petrolul, cărbunele și gazul, oricum, și iată de ce.
Microalgele sunt mici, unicelulareplante care cresc în mare și captează carbonul prin fotosinteză. Aceste plante au fost odată o sursă preistorică de țiței care se extrage astăzi din scoarța terestră. Cu milioane de ani în urmă, algele înflorite au murit și s-au scufundat pe fundul mării. În cele din urmă, presiunea ridicată și temperatura scoarței terestre au transformat rămășițele microalgelor în țiței. Astăzi, biocombustibilii derivați din alge încearcă să accelereze acest proces prin crearea condițiilor necesare pentru extragerea uleiurilor din lipidele microalgelor.
Algele au început să fie considerate ca fiindsursa de energie alternativă este relativ recentă, dar tehnologia, potrivit experților, este foarte promițătoare. Este suficient să spunem că de la 1 hectar de suprafață a apei ocupată de alge, se pot obține 150 de mii de metri cubi de biogaz pe an. Acest lucru este aproximativ egal cu volumul de gaz pe care îl produce o fântână mică și este suficient pentru viața unui sat mic.
Algele verzi sunt ușor de întreținut, rapidcresc și sunt reprezentate de multe specii care folosesc energia luminii solare pentru fotosinteză. Toată biomasa, fie că este vorba de zaharuri sau grăsimi, poate fi transformată în biocombustibili, cel mai adesea bioetanol și biodiesel. Algele sunt un combustibil ecologic ideal deoarece crește într-un mediu acvatic și nu necesită resurse terestre, este extrem de productiv și nu dăunează mediului.
Acest tip de combustibil are încă limitări.
De mai bine de cinci ani, începând cu aproximativDin 2005, companiile de biocombustibil din alge, inclusiv Algenol, Sapphire Energy și Solazyme, au atras sute de milioane de dolari în investiții din sectorul privat, promițând că algele prin inginerie chimică ar putea crește producția de zeci de specii. milioane de galoane de combustibil de-a lungul mai multor ani la prețuri competitive cu combustibilii fosili. Conversia combustibilului algelor se bazează în primul rând pe concentrația mare de lipide din materie primă: molecule de acid gras, care conțin ulei, care pot fi extrase pentru a crea biocombustibili.
Aproape 15 ani mai târziu, lumea tehnologiei ecologices-a îndrăgostit de biocombustibilul de alge. În ciuda sumelor mari cheltuite pentru dezvoltarea procesului de conversie, obiectivele ambițioase de producție ale industriei – ca să nu mai vorbim de competitivitatea prețurilor combustibililor fosili – rămân un vis îndepărtat. Din perspectiva costurilor, scăderea semnificativă a prețurilor petrolului în 2008 și 2014 cu siguranță nu a îmbunătățit competitivitatea biocarburanților, dar și problemele tehnice s-au dovedit a fi o piedică majoră. Au apărut probleme insolubile în ceea ce privește bilanțul energetic al extracției lipidelor, menținerea condițiilor de creștere adecvate în iazurile deschise și volumele enorme de apă, CO₂ și îngrășăminte necesare pentru ca algele să fotosintezeze suficient de rapid la scară largă.
Vulcani
Una dintre principalele evoluții în masterizareEnergia vulcanică este deținută de cercetători americani de la companiile inițiatoare AltaRock Energy și Davenport Newberry Holdings. Cercetarea a fost efectuată pe un vulcan latent din Oregon, SUA. Apa sărată a fost pompată adânc în stânci. Datorită descompunerii elementelor radioactive și a celei mai fierbinți manta a Pământului, temperatura din interior este foarte ridicată. Când a fost încălzită, apa s-a transformat în abur. Este alimentat către o turbină, care generează electricitate.
Până în prezent, sunt încă douăcentrale electrice care utilizează această tehnologie. Una este în Franța, iar cealaltă este în Germania. În general, conform Studiului Geologic al SUA, energia geotermală este potențial capabilă să furnizeze 50% din energia electrică de care are nevoie țara (astăzi contribuția sa este de numai 0,3%).
Un alt mod de a folosi vulcanii pentruproducția de energie a fost propusă în 2009 de cercetătorii islandezi. Lângă adâncurile vulcanice, au găsit un rezervor subteran de apă cu o temperatură anormal de ridicată. Apa foarte caldă este undeva la granița dintre lichid și gaz și există doar la o anumită temperatură și presiune.
Vulcanul de Vest Mato erupe în 2009.Imagine oferită de Administrația Națională Oceanică și Atmosferică. Credit: Administrația Națională Oceanică și Atmosferică.
Oamenii de știință ar putea genera ceva similar înlaboratoare, dar s-a dovedit că o astfel de apă se găsește în natură - în măruntaiele pământului. Se crede că de 10 ori mai multă energie poate fi extrasă din apă cu „temperatură critică” decât din apa adusă la fierbere în mod clasic.
Mai mult, un studiu recent a arătatcă erupțiile vulcanice adânci în oceane pot produce explozii extrem de puternice de energie la o rată suficientă pentru a alimenta întreaga SUA.
Multă vreme s-a crezut că erupțiilevulcanii de adâncime sunt relativ neinteresați în comparație cu erupțiile de pe uscat. Deși vulcanii de pe uscat cauzează adesea erupții spectaculoase prin împrăștierea cenușii vulcanice în mediu, se credea că erupțiile de mare adâncime au cauzat doar fluxuri de lavă cu mișcare lentă.
Dar date colectate de la distanțăvehiculele cu echipaj uman aflate în adâncul Oceanului Pacific de nord-est și analizate de oamenii de știință de la Universitatea din Leeds au dezvăluit o legătură între modul în care cenușa este dispersată în timpul erupțiilor submarine și formarea unor coloane mari și puternice de apă încălzită care se ridică de pe fundul oceanului cunoscut sub numele de megaplumes.
Aceste megaplume conțin fierbinte, bogatchimicale în apă și acționează în același mod ca penele atmosferice văzute de la vulcanii de pe uscat, răspândindu-se mai întâi în sus și apoi spre exterior, purtând cu ei cenușă vulcanică. Dimensiunea megaplumelor este enormă, cu un volum de apă echivalent cu patruzeci de milioane de piscine de dimensiuni olimpice. Au fost descoperiți deasupra mai multor vulcani subacvatici, dar originea lor rămâne necunoscută. Rezultatele unui nou studiu realizat de oamenii de știință de la Universitatea din Leeds arată că acestea se formează rapid în timpul erupțiilor de lavă.
Cercetătorii au dezvoltat un model matematiccare arată cum cenușa de la aceste erupții subacvatice se răspândește la câțiva kilometri de vulcan. Ei au folosit structura cenușii din erupția istorică a submarinului pentru a-i reconstrui dinamica. Acest lucru a arătat că rata de eliberare a energiei necesară pentru a transporta cenușa pe distanțele observate a fost extrem de mare – echivalent cu puterea folosită de întreaga SUA.
Hârtie
Tehnologie creată în Japonia de Sonygenerează electricitate prin transformarea hârtiei mărunțite în zahăr, care la rândul său este folosit drept combustibil. Echipa din spatele proiectului a spus că astfel de baterii biologice sunt ecologice, deoarece nu folosesc substanțe chimice dăunătoare sau metale.
Procesul se bazează pe utilizarea unei enzimecelulaze pentru descompunerea materialelor în zahăr glucozat. Apoi se combină cu oxigenul și alte enzime care transformă materialul în electroni și ioni de hidrogen. În cadrul proiectului, electronii au fost folosiți de o baterie pentru a genera electricitate. Apa și gluconolactona acidă, care sunt utilizate în mod obișnuit în cosmetice, au fost create ca produse secundare.
Cercetătorii implicați în proiect au comparatacesta este un proces cu un mecanism pe care termitele îl folosesc pentru a digera lemnul și a-l transforma în energie. Munca lor se bazează pe un proiect anterior în care au folosit suc de fructe pentru a-și alimenta playerul Walkman.
Lanțul este rupt de enzime șiglucoza rezultată este procesată de un alt grup de enzime, cu ajutorul căruia sunt eliberați ioni de hidrogen și electroni liberi. Electronii sunt canalizați printr-un circuit extern pentru a genera electricitate. Se presupune că o astfel de instalație, în timpul procesării unei foi de hârtie de 210 x 297 mm, poate genera aproximativ 18 wați pe oră (aproximativ aceeași cantitate de energie este generată de 6 baterii AA).
Metoda este ecologică:un avantaj important al unei astfel de „baterii” este absența metalelor și a compușilor chimici dăunători. Au trecut mulți ani de la prezentarea proiectului, dar tehnologia este încă departe de comercializare: electricitatea este generată destul de puțin - este suficientă doar pentru a alimenta gadgeturi portabile mici.
Care este linia de jos?
Oamenii folosesc fosilele ca sursă principalăenergie. Problema este că mai devreme sau mai târziu, teoretic, se pot termina. Dar este posibil ca oamenii să nu supraviețuiască până în acest moment din cauza încălzirii globale și a schimbărilor climatice. Oamenii de știință și entuziaștii caută în fiecare zi noi surse de energie. Nu toate sunt evidente și vor avea succes comercial imediat, dar lucrul în această direcție este deja un progres care ne poate ajuta existența. E timpul să arunci o plasă largă.
Citeste mai mult
A fost creată prima hartă exactă a lumii. Ce este în neregulă cu toți ceilalți?
Vedeți fluxurile de praf marțian de la elicopterul de ingeniozitate
Elicopterul ingenios decolează cu succes pe Marte
Celulaza - o enzimă aparținând claseihidrolaza care catalizează hidroliza legăturilor β-glicozidice din celuloză cu formarea glucozei sau a dizaharidei celobiozei. Se găsește în boabe încolțite, ciuperci, multe bacterii și, de asemenea, la un număr de animale care se hrănesc cu lemn.
Gluconolactona este un acid polihidroxi (PHA), care se obține ca urmare a oxidării glucozei (un zahăr natural găsit, printre altele, în corpul uman).
Termite, sau furnici albe, - infraordonatinsecte sociale cu transformare incompletă, legate de gândaci. În ciuda numelui de „furnici albe”, acestea nu sunt furnici, deși în multe privințe sunt similare lor în modul lor de viață.