водорості
Одним із способів, за допомогою якого людство починає боротися зі своїми енергетичними запасами, що зменшуються, є
Одним з джерел палива майбутнього єводорості - невеликі водні організми, які перетворять сонячне світло в енергію і зберігають її у вигляді масла. Вчені й інженери по всьому світу досліджують кращі штами еукаріотичних водоростей і розробляють найбільш ефективні методи ведення сільського господарства.
Цей потенціал швидкого виробництва в поєднанніз потенціалом виробництва нескінченної кількості біомаси призводить до теоретично нескінченного джерела енергії. У всякому разі, більш поновлюваному, ніж нафта, вугілля і газ, і ось чому.
Мікроводорості - це крихітні одноклітиннірослини, які ростуть в море і вловлюють вуглець за допомогою фотосинтезу. Ці рослини колись були доісторичним джерелом сирої нафти, яка сьогодні видобувається із земної кори. Мільйони років тому квітучі водорості померли і занурилися на морське дно. Зрештою, високий тиск і температура земної кори перетворили залишки мікроводоростей в сиру нафту. Сьогодні біопаливо, отримане з водоростей, намагається прискорити цей процес, створюючи умови, необхідні для отримання масел з ліпідів мікроводоростей.
Водорості стали розглядатися в якостіальтернативного джерела енергії відносно недавно, але технологія, на думку експертів, дуже перспективна. Досить сказати, що з 1 гектара площі водної поверхні, зайнятої водоростями, в рік можна отримувати 150 тисяч кубометрів біогазу. Це приблизно дорівнює обсягу газу, який видає невелика свердловина, і досить для життєдіяльності невеликого селища.
Зелені водорості прості в утриманні, швидкоростуть і представлені безліччю видів, які використовують енергію сонячного світла для здійснення фотосинтезу. Всю біомасу, будь то цукру або жири, можна перетворити в біопаливо, найчастіше в біоетанол і біодизель. Водорості - ідеальне еко-паливо, тому що ростуть у водному середовищі і не вимагають земельних ресурсів, мають високу продуктивністю і не завдають шкоди навколишньому середовищу.
У цього виду палива поки є обмеження.
Протягом більш ніж п'яти років, починаючи приблизно з 2005 року, компанії, що займаються біопаливом для водоростей, включаючи такі компанії, як Algenol, Sapphire Energy і Solazyme, залучали сотні мільйонів доларів інвестицій приватного сектора, обіцяючи, що хімічна інженерія водоростей можезбільшити виробництво десятків видів водоростей.мільйони галонів палива протягом декількох років Перетворення палива з водоростей в основному засноване на високій концентрації ліпідів у сировині: жирних, масловмісних молекул кислоти, які можутьвидобувається для створення біопалива.
Після майже 15 років зелених технологій світ зелених технологій розлюбив біопаливо з водоростей.Незважаючи на великі суми, витрачені на розробку процесу конверсії, амбітні виробничі цілі галузі , не кажучи вже про цінову конкурентоспроможність викопного палива , залишаються далекою мрією.Що стосується витрат, то значне зниження цін на нафту в 2008 і 2014 роках, безумовно, не допомогло конкурентоспроможності біопалива, але і технічні проблеми виявилися серйозним каменем спотикання.Нерозв'язні проблеми виникли в плані енергетичного балансу екстракції ліпідів, підтримання відповідних умов вирощування у відкритих водоймах і величезних обсягах води, СО₂і добрива, необхідні для того, щоб водорості могли досить швидко фотосинтезувати у великих масштабах.
вулкани
Одна з головних розробок в освоєннівулканічної енергії належить американським дослідникам з компаній-ініціаторів AltaRock Energy і Davenport Newberry Holdings. Дослідження проводилися на сплячому вулкані в штаті Орегон, США. Солону воду закачали глибоко в гірські породи. Завдяки розпаду радіоактивних елементів і найгарячішою мантії Землі температура в надрах дуже висока. При нагріванні вода перетворилася на пару. Він подається в турбіну, яка і виробляє електроенергію.
На сьогоднішній день існують поки двідіючі електростанції, які використовують таку технологію. Одна у Франції, а інша - Німеччини. Взагалі, за оцінками геологічної служби США, геотермальна енергія потенційно здатна забезпечити 50% необхідного країні електрики (сьогодні її внесок становить лише 0,3%).
Інший спосіб використання вулканів дляотримання енергії запропонували в 2009 році ісландські дослідники. Поруч з вулканічними надрами вони виявили підземний резервуар води з аномально високою температурою. Дуже гаряча вода знаходиться десь на кордоні між рідиною і газом і існує тільки при певних температурі і тиску.
Вулкан Західний Мату вивергається в 2009 році.Зображення люб'язно надано Національним управлінням океанічних і атмосферних досліджень. Надано: Національне управління океанічних і атмосферних досліджень.
Вчені могли генерувати щось подібне влабораторії, але виявилося, що така вода зустрічається і в природі - в надрах землі. Вважається, що з води «критичної температури» можна витягти в десять разів більше енергії, ніж з води, доведеної до кипіння класичним чином.
Крім того, нещодавнє дослідження показало, що виверження вулканів глибоко в океанах можутьщоб викликати надзвичайно потужні сплески енергії зі швидкістю, достатньою для живлення всіх Сполучених Штатів.
Довгий час вважалося, що виверженняглибоководних вулканів щодо нецікаві в порівнянні з виверженнями на суші. Хоча наземні вулкани часто викликають вражаючі виверження, розсіюючи вулканічний попіл в навколишньому середовищі, вважалося, що морські виверження на глибині викликають тільки повільно рухаються потоки лави.
Але дані, зібрані дистанційно керованими апаратами глибоко в північно-східному океані Тихого океану та проаналізовані вченими з Університету Лідса, виявили зв'язок між тим, як розсіюється попіл під час вивержень підводних човнів, і утворенням великих і потужних стовпів нагрітої води, що піднімаються з дна океану , відомих як мегаплюми.
Ці мегаплуми містять гарячу, багатухімічними речовинами воду і діють так само, як атмосферні шлейфи, видимі від наземних вулканів, поширюючись спочатку нагору, а потім назовні, несучи з собою вулканічний попіл. Розмір мегаплюмів величезний, обсяг води еквівалентний сорока мільйонам басейнів олімпійського розміру. Вони були виявлені над різними вулканами, але їх походження залишилося невідомим. Результати нового дослідження вчених з університету Лідса показують, що вони швидко утворюються під час виверження лави.
Дослідники розробили математичну модель, яка показує, як попіл від цих підводних вивержень поширюється на кілька кілометрів від вулкана.Вони використовували структуру попелу, що утворився в результаті історичного виверження підводного човна, щоб реконструювати його динаміку.Це показало, що швидкість вивільнення енергії, необхідної для транспортування попелу на спостережувані відстані, надзвичайно висока – еквівалентна потужності, що використовується всіма Сполученими Штатами.
папір
Технологія, створена в Японії компанією Sony, виробляє електроенергію шляхом перетворення подрібненого паперу в цукор, який, в свою чергу, використовується в якості палива. Команда, яка стоїть за проектом, заявила, що такі біобатареї є екологічно чистими, оскільки в них не використовуються шкідливі хімічні речовини або метали.
Контроль здійснюється шляхом використання ферментуцелюлази для розкладання матеріалів на глюкозний цукор. Потім вони об'єднуються з киснем та іншими ферментами, які перетворюють матеріал в електрони і іони водню. У проекті електрони використовувалися батареєю для вироблення електрики. Вода і кислотний глюконолактон, який зазвичай використовується в косметиці, були створені як побічні продукти.
Дослідники, які брали участь у проекті, порівнялицей процес з механізмом, який використовують терміти для перетравлення деревини і перетворення її в енергію. Їх робота заснована на попередньому проекті, в якому вони використовували фруктовий сік для харчування музичного плеєра Walkman.
Ланцюг розривається за допомогою ферментів, аутворилася від цього глюкоза піддається обробці іншою групою ферментів, за допомогою яких вивільняються іони водню і вільні електрони. Електрони прямують через зовнішню ланцюг для вироблення електроенергії. Передбачається, що подібна установка в ході переробки одного аркуша паперу розміром 210 на 297 мм може виробити близько 18 Вт в годину (приблизно стільки ж енергії виробляють 6 батарейок AA).
Метод є екологічно чистим:важливою перевагою такої «батарейки» є відсутність металів і шкідливих хімічних сполук. З презентації проекту пройшло багато років, але поки технологія ще далека від комерціалізації: електрики виробляється досить мало - його вистачає лише на харчування невеликих портативних гаджетів.
Що в підсумку?
Люди використовують копалини як основне джерелоенергії. Проблема в тому, що вони рано чи пізно, теоретично, можуть закінчитися. Але люди можуть до цього моменту і не дожити через глобальне потепління і зміни клімату. Вчені та ентузіасти шукають нові джерела енергії щодня. Не всі з них очевидні і стануть комерційно успішними відразу, але робота в такому напрямку - вже прогрес, який може допомогти нашому існуванню. Час закинути широку мережу.
Читати далі
Створено першу точна карта світу. Що не так з усіма іншими?
Подивіться на потоки марсіанської пилу від вертольота Ingenuity
Вертоліт Ingenuity успішно злетів на Марсі
Целлюлаза - фермент, що належить до класугидролаз, що каталізує гідроліз β-глікозидних зв'язків в целюлозі з утворенням глюкози або дисахарида целлобіози. Міститься в пророслому зерні, грибах, у багатьох бактерій, а також є у ряду тварин, які харчуються деревиною.
Глюконолактон є полігідрокіслотой (РНА), яку отримують в результаті окислення глюкози (натурального цукру, який знаходиться, в тому числі, в організмі людини).
Терміти, або білі мурашки, - Інфраотрядгромадських комах з неповним перетворенням, родинних тарганам. Незважаючи на назву «білі мурахи», не є мурахами, хоча багато в чому і схожі з ними за способом життя.