Спалити плазмою, згодувати бактеріям, зробити біопаливо: як незвично позбутися відходів

За допомогою чого плазмотрон буде спалювати сміття

Усередині плазмотрону протікає електричний струм, коли це

відбувається утворюється плазма, її можна використовувати для обробки матеріалів або як джерело світла і тепла. Буквально, плазмотрон це генератор або виробник плазми.

Перші подібні пристрої з'явилися в середині 20-го століття, коли з'явилися стійкі в умовах високих температур матеріали, а також збільшилося виробництво тугоплавких металів.

За допомогою плазмотрона можна отримати надвисокі температури до 150 000 ° C. В середньому отримують 10 000-30 000 ° C, недосяжних при спалюванні хімічного палива.

Які бувають види плазмотронів

  • дугові плазмотрони

Плазмовий пальник дугового плазмотрона має щонайменше один анод і один катод, до яких підключають джерело живлення постійного струму. Для охолодження використовують канали, які омиваються зазвичай водою.

  • високочастотні плазмотрони

Такі плазмотрони є безелектродними:вони використовують індуктивний або ємнісний зв'язок із джерелом потужності. Так як для проходження високочастотної потужності крізь стінки розрядної камери, остання повинна бути виконана з непровідних матеріалів, зазвичай у такому випадку використовують кварцове скло або кераміку.

Бо для підтримки безелектродного розрядуне потрібно електричного контакту плазми з електродами, зазвичай використовують газодинамічну ізоляцію стінок від плазмового струменя. Так можна уникнути їх надмірного нагріву та остуджувати конструкцію тільки за допомогою повітря. 

  • СВЧ плазмотрони

Плазмотрони це типу зроблені на основі надвисокочастотного розряду, як правило в резонаторі, крізь який продувається плазмообразующий газ.

Як працює нова технологія для спалювання сміття з плазмотроном

У Росії випробують технологію спалювання сміттяплазмою: так спробують утилізувати особливо небезпечні відходи. Про це розповів генеральний директор дослідницького центру імені Келдиша, що входить до складу «Роскосмосу», Володимир Кошлаков.

У центрі розробили плазмотрони і зараз працюють над створенням спеціальної установки, яка дозволить знешкоджувати і утилізувати агресивні побутові відходи підвищеної небезпеки.

Плазмотрони дозволяють отримувати гази, температураяких становить від чотирьох до п'яти тисяч градусів за Цельсієм. Як правило, їх використовують у ракетобудівній індустрії, проте їх також можна застосувати при спалюванні сміття.

Крім того, гази, які виділяються при згоранні,пропонується використовувати для обертання турбін плазмотронів. Зазвичай плазмотрон використовують у космічній галузі при моделюванні роботи ракетних двигунів або входу космічних апаратів в верхні шари атмосфери.

Якими ще незвичайними способами можна позбутися від сміття

  • Бактерія, переробна паперові відходи або пластик

Дослідницька група на чолі з біоінженерноголабораторією Ок-Рідж (ORNL) виростила бактерію, яка ефективно перетворює паперові відходи в ітаконовою кислоту. Вчені використовували лігнін - відходи біопереробних заводів і паперових фабрик, щоб виростити бактерію Pseudomonas putida, яка буде виробляти дешеву ітаконовою кислоту. Ця речовина можна перетворити в хімічну сполуку, яка горить краще, ніж бензин.

В іншій роботі вченим вдалося вдосконалити існуючий в природі фермент, який здатний розкладати деякі з найбільш поширених полімерів, що забруднюють навколишнє середовище.

Модифікований фермент, що одержав позначенняPETase починає розкладати цей полімер протягом декількох днів. Це може призвести до революції у справі утилізації пластмасових покидьків. Спочатку цей фермент був виявлений в Японії. Він є продуктом життєдіяльності бактерії Ideonella sakaiensis, яка пожирає поліетилен PET як основне джерело енергії.

  • Нейросеть сортує пластик

До очищення планети залучають навіть нейромережі.тому вчені Інституту теплофізики (ІТ) Сибірського відділення РАН створили установку, яка може з точністю до 95% визначати пластик для сортування твердих комунальних відходів.

Коли по стрічці циркулює сміття, робот з пневматичним захопленням за даними, отриманими з камери, визначає тип відходів і складає їх в потрібну ємність.

За словами вчених, нейромережі здатніаналізувати розподіл інтенсивності світіння полум'я для визначення режимів горіння об'єктів. Система навчається - це означає, що вона підлаштовується під конкретний морфологічний склад, якщо через неї прогнати певний тип сміття.

  • Їду перетворили в біопаливо

Вчені зі Сколтеха та Об'єднаного інститутувисоких температур РАН застосували новий унікальний метод гідротермального зрідження, який не тільки значно енергоефективніший у порівнянні з альтернативними підходами, а й дозволяє переводити в біопаливо всю сировину з мінімальним обсягом відходів.

Цей метод також дозволяє отримувати біопаливо безпосередньо з вологого біомаси, виключаючи енерговитратну стадію сушки сировини.

Для вивчення можливості перетворення харчовихвідходів в біопаливо вчені досліджували продукти гидротермального скраплення сиру (пармезан), м'яса (шинка) і яблук. Молекулярний склад одержуваного біопалива аналізувався методом мас-спектрометрії надвисокої роздільної здатності.

Молекулярний склад одержуваного біопалива дуже різноманітний і більше нагадує не звичайну нафту, а продукти піролізу деревини (дьоготь).

  • Жуки-хрущаки перетравлюють пластик

Мучні хрущаки - шкідники зернопродуктів та їжадля сільськогосподарських тварин — виявилися здатними засвоювати полістирол і не страждати від токсинів, що додаються до нього. Полістирол вкрай складно переробляти, хоча природі він завдає особливої ​​шкоди через часті додавання вогнезахисної речовини гексабромциклододекану, токсичного для людей і тварин. 

Вчені згодовували Хрущак фрагменти полістиролув контрольованих лабораторних умовах. Моніторинг показав, що продукти його перетравлення на 90 відсотків виділялися через добу після поїдання і повністю - через дві доби. Близько половини поглиненої маси полімеру виходило крихітними напіврозкладеними фрагментами, друга половина засвоювалася організмом.

Читати далі:

До 2100 року 95% поверхні океанів стануть непридатні для життя

Подивіться на оновлені винищувачі F-15: вони несуть 24 ракети класу «повітря-земля»

Космічний корабель в кілька кілометрів: все, що відомо про новий проект Китаю