211service.com
Silniki wyparne mogą wytwarzać więcej mocy niż węgiel, z ogromnym zastrzeżeniem
Xi Chen
Technologia, która może wykorzystać odnawialną energię naturalnego parowania wody, może wytworzyć ogromną część potrzeb energetycznych kraju — przynajmniej teoretycznie (patrz „Naukowcy wychwytują energię parowania do napędzania maleńkich silników”).
Prototypowe „silniki napędzane parowaniem” wytwarzają energię z ruchu zarodników bakterii, które rozszerzają się i kurczą w miarę wchłaniania i uwalniania wilgoci z powietrza. Gdyby można było to zrobić wydajnie i tanio, urządzenia mogłyby zapewnić ponad 325 gigawatów mocy wytwórczej energii elektrycznej, wyprzedzając węgiel , Według badania opublikowany we wtorek w Komunikacja przyrodnicza .
To jednak wymagałoby pokrycia powierzchni każdego jeziora i zbiornika większego niż 0,1 kilometra kwadratowego w dolnych 48 stanach, z wyłączeniem Wielkich Jezior, tablicami urządzeń. Oczywiście byłoby to bezpośrednio sprzeczne z istniejącymi zastosowaniami gospodarczymi i rekreacyjnymi oraz wzbudziłoby szereg poważnych problemów estetycznych i środowiskowych. Warto zauważyć, że zakłócanie parowania na wystarczająco dużą skalę przez wystarczająco duże jezioro może nawet zmienić lokalną pogodę.
Ale współautor badania, Ozgur Sahin, mówi, że artykuł jest raczej eksperymentem myślowym zaprojektowanym w celu podkreślenia potencjału technologii i znaczenia jej rozwinięcia poza skalę laboratoryjną, a nie jakąkolwiek dosłowną propozycją rozwoju.
Sahin, profesor nadzwyczajny nauk biologicznych i fizyki na Uniwersytecie Columbia, uważa, że może on wnieść znaczący wkład w cele związane z czystą energią i klimatem, nawet jeśli nigdy nie został wdrożony w stopniu zbliżonym do potencjalnego zakresu wskazanego w badaniu.
Mówi, że wczesne przypadki użycia mogą obejmować odległe zbiorniki, które już wytwarzają energię hydroelektryczną, gdzie nie jest tak prawdopodobne, że będzie zakłócać inne zastosowania. Może oferować dodatkową korzyść w postaci zmniejszenia utraty wody w wyniku parowania, zwiększając ilość dostępną do wytwarzania energii, nawadniania i innych potrzeb.
Zespół naukowców stworzył także maleńki, napędzany parowaniem samochód, nazwany Evą.
Sahin i koledzy z Columbii od lat pracują nad tą technologią. W 2015 roku papier zespół opisał silnik odparowujący, na którym oparto Bacillus subtilis zarodniki przyklejone do stosów folii przymocowanych do mechanizmów migawki. Gdy urządzenie jest umieszczone nad wodą, zarodniki pochłaniają wilgoć z naturalnego parowania i rozszerzają się, otwierając przesłonę i umożliwiając ucieczkę wilgoci. Zarodniki następnie wysychają i kurczą się, ponownie zamykając przesłonę i umożliwiając napływ dodatkowej wilgoci z powietrza i ponowne uruchomienie procesu. Gdy urządzenie jest podłączone do generatora, ciągły ruch oscylacyjny generuje niewielką ilość energii.
Jak Przegląd technologii MIT poprzednio donoszono: 'Powierzchnia wody o wymiarach osiem na osiem centymetrów może wytworzyć średnio około dwóch mikrowatów energii elektrycznej (mikrowat to jedna milionowa wata) i może rozerwać do 60 mikrowatów'.
Zespół kontynuował prace nad poprawą wydajności i skalowalności technologii, badając dodatkowe materiały i sposoby adhezji zarodników. Sahin uważa, że ponieważ technologia jest w dużej mierze oparta na materiałach biologicznych, ostateczny koszt może być niższy niż w przypadku ogniw fotowoltaicznych i innych technologii, które wymagają specjalnie wyprodukowanych materiałów.
Co najważniejsze, Bacillus subtilis zarodniki nadal wykonują niezbędny ruch mechaniczny, nawet gdy są martwe lub uśpione.
Ponadto technologia ta w dużej mierze pozwala uniknąć ograniczeń związanych z nieciągłością energii wiatru i słońca, ponieważ chociaż szybkość parowania się zmienia, nie zatrzymuje się. Ponadto, ponieważ urządzenia zmniejszają szybkość parowania, podnoszą również temperaturę wód powierzchniowych. Modelowanie w nowym badaniu wykazało, że poprzez rozważenie zmiany tempa tego procesu, mogą stworzyć rodzaj baterii wody termalnej, która równoważy wytwarzanie i zapotrzebowanie. Gdy jest dławiony, ciepło w wodzie zwiększa parowanie, zwiększając wytwarzanie energii.
Sahin mówi, że moglibyśmy dostosować zapotrzebowanie na energię co godzinę przez około 98% czasu w ciepłych i suchych miejscach. Co oznacza, że nie potrzebujesz zewnętrznej baterii, aby dostosować się do nieciągłości.