Tång
Ett av de sätt på vilka mänskligheten börjar kämpa med sina krympande energireserver är
En av framtidens bränslekällor äralger är små vattenlevande organismer som omvandlar solljus till energi och lagrar det som olja. Forskare och ingenjörer runt om i världen undersöker de bästa stammarna av eukaryota alger och utvecklar de mest effektiva jordbruksmetoderna.
Denna snabba produktionspotential kombinerasmed potential att producera en oändlig mängd biomassa leder till en teoretiskt oändlig energikälla. Mer förnybar än olja, kol och gas, i alla fall, och här är varför.
Mikroalger är små, encelligaväxter som växer i havet och fångar kol genom fotosyntes. Dessa växter var en gång en förhistorisk källa av råolja som utvinns ur jordskorpan idag. För miljontals år sedan dog blommande alger och sjönk till havsbotten. Så småningom förvandlade jordskorpans höga tryck och temperatur resterna av mikroalger till råolja. Idag försöker biobränslen som härrör från alger att påskynda denna process genom att skapa de förutsättningar som krävs för att extrahera oljor från mikroalgerlipider.
Alger började betraktas somalternativ energikälla är relativt ny, men tekniken är enligt experter mycket lovande. Det räcker att säga att från 1 hektar vattenyta som alger upptas av alger kan 150 tusen kubikmeter biogas erhållas per år. Detta är ungefär lika med volymen gas som en liten brunn producerar och räcker för livet i en liten by.
Gröna alger är lätta att underhålla, snabbtväxa och representeras av många arter som använder solenergins energi för fotosyntes. All biomassa, oavsett om det är socker eller fetter, kan omvandlas till biodrivmedel, oftast bioetanol och biodiesel. Alger är ett idealiskt miljöbränsle eftersom det växer i vattenmiljö och inte kräver markresurser, är mycket produktivt och skadar inte miljön.
Denna typ av bränsle har fortfarande begränsningar.
I mer än fem år, med början omkring 2005 , har algbiobränsleföretag , inklusive Algenol, Sapphire Energy och Solazyme, lockat till sig hundratals miljoner dollar i investeringar från den privata sektorn, och lovat att kemisk teknik av alger skulle kunnaöka produktionen av dussintals arter av alger.miljontals liter bränsle inom några år Omvandlingen av bränsle från alger baseras huvudsakligen på en hög koncentration av lipider i råvaran: feta, oljehaltiga syramolekyler som kanutvinnas för att skapa biodrivmedel.
Efter nästan 15 år av grön teknik har den gröna teknikens värld tappat kärleken till biobränslen från alger.Trots de stora summor som spenderas på att utveckla omställningsprocessen är industrins ambitiösa produktionsmål – för att inte tala om de fossila bränslenas priskonkurrenskraft – fortfarande en avlägsen dröm.När det gäller kostnader har den betydande nedgången i oljepriserna under 2008 och 2014 verkligen inte bidragit till biodrivmedlens konkurrenskraft, men tekniska problem har också visat sig vara en stor stötesten.Svårlösta problem har uppstått när det gäller energibalansen för lipidextraktion, upprätthållande av lämpliga odlingsförhållanden i öppna dammar och enorma volymer vatten, CO₂Och de gödningsmedel som behövs för att alger ska kunna fotosyntetisera tillräckligt snabbt i stor skala.
Vulkaner
En av de viktigaste utvecklingen inom masteringVulkanenergin ägs av amerikanska forskare från de initierande företagen AltaRock Energy och Davenport Newberry Holdings. Forskningen utfördes på en vilande vulkan i Oregon, USA. Saltvattnet pumpades djupt in i klipporna. På grund av förfallet av radioaktiva element och jordens hetaste mantel är temperaturen i det inre mycket hög. Vid uppvärmning förvandlades vattnet till ånga. Den matas till en turbin som genererar el.
Hittills finns det fortfarande tvådrivande kraftverk som använder denna teknik. En är i Frankrike och den andra i Tyskland. I allmänhet kan geotermisk energi enligt US Geological Survey ge 50% av landets elbehov (idag är dess bidrag bara 0,3%).
Ett annat sätt att använda vulkaner förenergiproduktion föreslogs 2009 av isländska forskare. Nära vulkandjupet hittade de en underjordisk behållare med vatten med en onormalt hög temperatur. Mycket varmt vatten finns någonstans på gränsen mellan vätska och gas och existerar endast vid en viss temperatur och ett visst tryck.
Mato West Volcano utbrott 2009.Bild med tillstånd av National Oceanic and Atmospheric Administration. Kredit: National Oceanic and Atmospheric Administration.
Forskare kan skapa något liknande ilaboratorier, men det visade sig att sådant vatten finns i naturen - i jordens tarmar. Man tror att 10 gånger mer energi kan extraheras från vatten med "kritisk temperatur" än från vatten som kokas på det klassiska sättet.
Dessutom visade en nyligen genomförd studie att vulkanutbrott djupt inne i haven kanför att orsaka extremt kraftfulla utbrott av energi med en hastighet som är tillräcklig för att driva hela USA.
Under lång tid trodde man att utbrottdjuphavsvulkaner är relativt ointressanta jämfört med landbaserade utbrott. Även om landbaserade vulkaner ofta orsakar spektakulära utbrott genom att sprida vulkanaska i miljön trodde man att djuphavsutbrott bara orsakade långsamma lavaströmmar.
Men data som samlats in av fjärrstyrda farkoster djupt inne i Stilla havets nordöstra hav och analyserats av forskare vid University of Leeds har avslöjat en koppling mellan hur aska sprids under ubåtsutbrott och bildandet av stora och kraftfulla pelare av uppvärmt vatten som stiger upp från havsbotten , så kallade megaplymer.
Dessa megaplumer innehåller varma, rikakemikalier i vatten och verkar på samma sätt som atmosfäriska plymer sett från landbaserade vulkaner, sprider sig först uppåt och sedan utåt och bär vulkanaska med sig. Storleken på megaplumen är enorm, med en vattenvolym som motsvarar fyrtio miljoner simbassänger av olympisk storlek. De har upptäckts ovanför olika undervattensvulkaner, men deras ursprung är fortfarande okänt. Resultaten av en ny studie av forskare från University of Leeds visar att de bildas snabbt under lavautbrott.
Forskarna utvecklade en matematisk modellsom visar hur askan från dessa undervattensutbrott sprider sig flera kilometer från vulkanen. De använde askans struktur från det historiska ubåtsutbrottet för att rekonstruera dess dynamik. Detta visade att hastigheten av energiutsläpp som krävdes för att transportera aska över de observerade avstånden var extremt hög - motsvarande den kraft som användes av hela USA.
Papper
Teknik skapad i Japan av Sonygenererar elektricitet genom att omvandla strimlat papper till socker, som i sin tur används som bränsle. Teamet bakom projektet sa att sådana biobatterier är miljövänliga eftersom de inte använder skadliga kemikalier eller metaller.
Processen baseras på användningen av ett enzymcellulaser för nedbrytning av material till glukos socker. De kombineras sedan med syre och andra enzymer som omvandlar materialet till elektroner och vätejoner. I projektet användes elektroner av ett batteri för att generera elektricitet. Vatten och syra glukonolakton, som ofta används i kosmetika, skapades som biprodukter.
Forskarna som var involverade i projektet jämfördedetta är en process med en mekanism som termiter använder för att smälta trä och omvandla det till energi. Deras arbete bygger på ett tidigare projekt där de använde fruktjuice för att driva sin Walkman-musikspelare.
Kedjan bryts av enzymer ochden resulterande glukosen bearbetas av en annan grupp av enzymer, med hjälp av vilka vätejoner och fria elektroner frigörs. Elektroner kanaliseras genom en extern krets för att generera elektricitet. Det antas att en sådan anläggning under behandlingen av ett ark 210 x 297 mm papper kan generera cirka 18 watt per timme (ungefär samma mängd energi genereras av 6 AA-batterier).
Metoden är miljövänlig:en viktig fördel med ett sådant "batteri" är frånvaron av metaller och skadliga kemiska föreningar. Många år har gått sedan presentationen av projektet, men tekniken är fortfarande långt ifrån kommersialisering: el genereras ganska lite - det räcker bara för att driva små bärbara prylar.
Vad är slutresultatet?
Människor använder fossiler som huvudkällaenergi. Problemet är att de förr eller senare, i teorin, kan ta slut. Men människor kanske inte överlever förrän detta ögonblick på grund av global uppvärmning och klimatförändringar. Forskare och entusiaster letar efter nya energikällor varje dag. Inte alla är uppenbara och kommer att bli kommersiellt framgångsrika omedelbart, men att arbeta i denna riktning är redan framsteg som kan hjälpa vår existens. Dags att kasta ett brett nät.
Läs mer
Den första exakta världskartan skapades. Vad är fel med alla andra?
Se strömmar av Martian-damm från Ingenuity-helikoptern
Uppfinningshelikopter tar framgångsrikt på Mars
Cellulas - ett enzym som tillhör klassenhydrolas som katalyserar hydrolysen av β-glykosidbindningar i cellulosa med bildandet av glukos eller cellobiosdisackarid. Det finns i grodda korn, svampar, många bakterier och även i ett antal djur som matar på trä.
Glukonolakton är en polyhydroxisyra (PHA), som erhålls som ett resultat av oxidationen av glukos (ett naturligt socker som bland annat finns i människokroppen).
Termiter, eller vita myror, - infraordersociala insekter med ofullständig transformation, relaterade till kackerlackor. Trots namnet "vita myror" är de inte myror, även om de i många avseenden liknar dem i sitt livsstil.