Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Machina wojenna na śmieciach

Recommended Posts

Amerykańska armia zużyła w ubiegłym roku ponad 25 miliardów litrów paliw.Ich transport i przechowywanie, szczególnie podczas wojny, są bardzokosztowne, niebezpieczne i trudne. Dlatego też Departament Obrony szukatańszych, bezpieczniejszych i łatwiejszych w użyciu technologii, którezapewnią czołgom czy samolotom paliwo.

Dwie firmy, Diversified Energy i Velocys, pracują nad przenośnym systemem, który zamienia węgiel, gaz i biomasę w paliwo dla silników pojazdów naziemnych oraz samolotów. W ten sposób bazy wojskowe mogłyby samodzielnie produkować paliwo z odpadków, które i tak w nich powstają.

Dotychczas opracowany system składa się z dwóch części: gazyfikatora i reaktora. W gazyfikatorze, autorstwa Diversified Energy, każdy materiał, w skład którego wchodzi węgiel, jest przetwarzany na gaz syntetyczny (syngaz), składający się z tlenku węgla i wodoru.

Następnie reaktor, produkcji Velocys, tworzy z syngazu płynne paliwo węglowodorowe.
By uświadomić sobie, jak wiele problemów rozwiązuje ta technologia, wystarczy wiedzieć, że transport paliwa odpowiada za 70% ruchu konwojów wojskowych na drogach Iraku i Afganistanu. Do tego należy doliczyć konwoje, w których wywożone są odpadki z baz.

Opisany wyżej system musi być jeszcze udoskonalony. Specjaliści zwracają uwagę, że urządzenia muszą być różnej wielkości, w zależności od liczby pojazdów w bazie. Powinny produkować od 10 000 do 100 000 litrów paliwa dziennie i ważyć od 150 do 1500 ton. Ponadto muszą być w stanie wytworzyć płynne paliwo z bardzo wielu różnych materiałów.

Jeff Hassannia z Diversified Energy zapewnia, że opracowywana technologia spełni te założenia. Zwraca on uwagę, że o ile w typowych urządzeniach do zgazowywania gorące powietrze lub para jest mieszane z biomasą, o tyle pomysł Diversified Energy polega na wprowadzeniu węgla lub biomasy do kąpieli składającej się z roztopionego żelaza i cynku oraz dodaniu pary. W temperaturze 1300 stopni błyskawicznie produkowany jest tlenek węgla i wodór. Wykorzystanie roztopionych metali powoduje, że cała instalacja jest niewielka, a uzyskane gazy czyste, dzięki czemu nie muszą być poddawane oczyszczaniu.

Również reaktor Velocysa ma niewielkie rozmiary. Składa się on z wielu kanałów o przekroju 0,01 do 0,2 cala każdy. Syngaz wędruje niektórymi z nich i wchodzi w reakcję z katalizatorem bazującym na kobalcie. Wówczas w gazie tworzą się długie łańcuchy węglowodorów. Następnie zmieniony gaz kierowany jest do kolejnych kanałów, w których ulega schłodzeniu i skropleniu.

Reakcja przebiega około 10-krotnie szybciej, niż w tradycyjnych urządzeniach tego typu. Ponadto prototypowy reaktor Velocysa ma około metra długości i pół metra szerokości. Standardowe reaktory mają około 2,5 metra szerokości i 10 metrów długości.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wszystkie samoloty, od początku istnienia tych maszyn, poruszają się dzięki pomocy ruchomych części, takich jak śmigła czy turbiny. Inżynierowie z MIT skonstruowali pierwszy w historii samolot, który nie zawiera żadnych ruchomych części. Jest on zasilany przez „wiatr jonowy” wytwarzany na pokładzie samolotu, który zapewnia mu wystarczający ciąg, by utrzymać maszynę w powietrzu. W przeciwieństwie do innych rozwiązań stosowanych w lotnictwie, nowy napęd jest całkowicie cichy i nie potrzebuje paliw kopalnych.
      To pierwszy zdolny do lotu samolot z napędem niezawierającym ruchomych części. Potencjalnie może to doprowadzić do powstania samolotów, które są cichsze, prostsze w konstrukcji i nie powodują emisji pochodzącej ze spalania, cieszy się profesor Steven Barrett z MIT. Uczony uważa, że w najbliższej przyszłości mogą pojawić się ciche drony korzystające z wiatru jonowego. W dalszej zaś perspektywie uczony przewiduje pojawienie się samolotów pasażerskich i transportowych o napędzie hybrydowym, łączącym wiatr jonowy z tradycyjnym silnikiem.
      Barrett przyznaje, że do pracy nad nowatorskim napędem zainspirował go serial Star Trek, który namiętnie oglądał w dzieciństwie. Szczególnie fascynowały go pojazdy latające, które bez wysiłku poruszały się w atmosferze, nie były wyposażone w żadne śmigła, nie wydzielały spalin i nie hałasowały. Pomyślałem, że w przyszłości powstaną samoloty, które nie będą miały śmigiel i turbin. Będą jak statki w Star Treku, które świecą na niebiesko i cicho się poruszają, wspomina Barrett.
      Przed dziewięciu laty naukowiec rozpoczął prace nad systemem napędowym bez ruchomych części. Szybko zwrócił uwagę na wiatr jonowy, czyli ciąg elektroaerodynamiczny. Jego koncepcję opracowano w latach 20. ubiegłego wieku. Mówi ona, że jeśli pomiędzy dwiema elektrodami, cienką i grubą, pojawi się wystarczające napięcie, to powietrze przepływające pomiędzy elektrodami wytworzy tyle ciągu, że będzie w stanie napędzać mały samolot. Przez lata koncepcją taką zajmowali się głównie hobbyści, którym udawało się stworzyć bardzo małe samoloty, podłączone do źródła napięcia, które przez chwilę unosiły się w powietrzu. Uzyskanie dłuższego lotu większym urządzeniem uznawano za niemożliwe.
      Jednak Barrettowi się udało. Skonstruowany przez niego i jego zespół samolot waży około 2,5 kilogramów i ma skrzydła o rozpiętości 5 metrów. Pod skrzydłem, wzdłuż jego przedniej krawędzi, znajdują się cienkie struny, przypominające ułożeniem płot otaczający pastwisko. Wzdłuż tylnej krawędzi również mamy struny, ale grubsze. Te pierwsze działają jak katoda (elektroda dodatnia), a drugie jak anoda. W kadłubie pojazdu umieszczono akumulatory litowo-jonowe, które dostarczają one napięcie rzędu 40 000 woltów do katody. Naelektryzowane struny z przodu wyrywają elektrony z otaczających je molekuł powietrza, a zjonizowane w ten sposób powietrze przepływa w kierunku strun z tyłu. Każdy z przepływających jonów miliony razy zderzał się z molekułami powietrza, tworząc w ten sposób ciąg.
      Twórcy samolotu testowali go w sali o długości 60 metrów. Pojazd przemierzał całą długość sali. Przeprowadzono 10 testów i za każdym razem stwierdzono, że napęd działa. To był najprostszy możliwy projekt. Daleka jeszcze droga do stworzenia samolotu, zdolnego do wykonania użytecznej misji. Musi być on bardziej wydajny, lecieć dłużej i być zdolnym do lotu na otwartej przestrzeni, dodaje Barrett.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Szwajcarzy chcą posprzątać orbitę okołoziemską. Naukowcy z Politechniki Federalnej w Lozannie ogłosili rozpoczęcie prac nad projektem CleanSpace One. W jego ramach mają powstać satelity wyspecjalizowane w sprzątaniu kosmosu.
      Wokół Ziemi krąży coraz więcej śmieci pozostawionych tam przez człowieka. Zagrażają one zarówno Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, działającym satelitom (w 2009 roku amerykański Iridium-33 eksplodował po zderzeniu z nieczynnym radzieckim satelitą Cosmos-2251), jak i ludziom na Ziemi.
      Pierwszym celem CleanSpace One będzie albo szwajcarski pikosatelita Swisscube umieszczony na orbicie w 2009 roku, albo bliźniacze urządzenie TIsat, wystrzelone w lipcu 2010.
      Pierwsza „satelitarna sprzątaczka“, która ma być wystrzelona w 2015 lub 2016 roku, najpierw zbliży się do jednego z tych satelitów, wykorzystując w tym celu opracowywane właśnie ultrakompaktowe silniki. Następnie sięgnie automatycznym ramieniem i chwyci urządzenie. Po ustabilizowaniu złapanego satelity CleanSpace One skieruje się wraz z nim w stronę Ziemi i spłonie w atmosferze.
      Pierwszy model z rodziny CleanSpace One będzie, jak widać, jednorazowego użytku. Jednak w przyszłości ma powstać komercyjna linia satelitów sprzątających, z których każdy będzie w stanie przeprowadzić deorbitację odpadków o różnej wielkości.
      Szwajcarzy przyznają, że w związku z rosnącym zainteresowaniem wielkich agencji kosmicznych problemem śmieci na orbicie, chcą być pionierami na rynku sprzątania.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Włoskie Ministerstwo Ochrony Środowika oceniło, że rośnie niebezpieczeństwo katastrofy ekologicznej u wybrzeży Półwyspu Apenińskiego. Zbiorniki statku wycieczkowego Costa Concordia, który rozbił się o skały w pobliżu wyspy Giglio, są wypełnione 2300 tonami paliwa.
      Ryzyko dla środowiska jest bardzo, bardzo wysokie. Naszym celem jest zapobieżenie wyciekowi. Pracujemy nad tym, ale mamy coraz mniej czasu - powiedział minister Corrado Clini.
      Wokół Giglio istnieje naturalny park morski, znany ze zróżnicowanej fauny i flory, przejrzystych wód i świetnych warunków do nurkowania. Jak mówi Clini, władze nie wykluczają wprowadzenia stanu wyjątkowego, co pozwoliłoby na wykorzystanie funduszy przewidzianych na tego typu okoliczności.
      Największe zagrożenie dla statku stanowi pogarszająca się pogoda. Ratownicy obawiają się, że fale zepchną jednostkę w stronę pobliskiego zbocza i Costa Concordia zsunie się o kilkadziesiąt metrów wgłąb wód Morza Śródziemnego. Jeden z ekspertów, pracujących na miejscu katastrofy, stwierdził, że na razie statek mocno trzyma się na skałach, jednak fale z pewnością go przesuną.
      Zauważono już wyciek ze statku, jednak na razie nie wiadomo, czy jest to paliwo. Na wszelki wypadek ustawiono bariery ochronne. Paliwo, z którego korzysta Costa Concordia jest bardzo gęste i trudno jest je wypompować bez uprzedniego podgrzania. Jego usunięciem i likwidacją ewentualnego wycieku ma zająć się holenderska firma SMIT.
      Okazało się też, że ekolodzy od dawna przestrzegali przed tego typu katastrofą. Od lat walczyli, by wielkim statkom nie wolno było pływać w pobliżu Wysp Toskańskich (Giglio, Montecristo, Pianosa, Elba, Capraia i Gorgona). Minister Clini zgadza się z opinią organizacji ekologicznych, mówiąc, że propozycja trzymania wielkich jednostek z dala od tak cennych przyrodniczo i kulturowo obszarów to głos zdrowego rozsądku.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Cmentarze w starożytnych Pompejach były zarówno nekropoliami, jak i miejscami składowania odpadów. Doktorantka Allison Emmerson z University of Cincinnati przeprowadziła badania terenowe, dzięki którym wyjaśniono, czemu w i wokół grobowców znajdują się pryzmy śmieci, w tym zwęglone kości zabitych zwierząt, ceramika czy materiał budowlany.
      Odpadki leżą nawet w doskonale zachowanych grobowcach, które wyglądają jak w roku 79, ponieważ utrwaliła je cienka powłoka popiołu i lapille, materiału piroklastycznego wyrzucony podczas erupcji Wezuwiusza.
      Studium Amerykanki obala wcześniej obowiązujące teorie odnośnie do pompejańskich odpadów. Archeolodzy badający Pompeje w XIX w. zakładali, że grobowce wypełnione odpadkami i pokryte graffiti musiały popaść w ruinę i nie zostać odbudowane po wydarzeniu poprzedzającym pamiętny wybuch Wezuwiusza o niemal 2 dekady. W 62 r. miało bowiem miejsce silne trzęsienie ziemi. Zgodnie z przyjętym na wiele lat scenariuszem, groby uległy wtedy zniszczeniu, a mieszkańcy mieli na głowie o wiele pilniejsze sprawy niż ich restaurowanie.
      Dziewiętnastowieczni eksploratorzy i kontynuatorzy ich prac zgodnie zakładali, że wszystkiemu winne jest katastrofalne trzęsienie, ponieważ wydawało im się nie do pomyślenia, by ktoś mógł uważać nekropolię za dobre miejsce do składowania odpadów. W ciągu ostatniego 15-lecia pojawiały się jednak dowody, że Pompeje stanęły na nogi po trzęsieniu i w 79 r. przeżywały okres "drugiej młodości" jako ważne miasto w jednym z najbogatszych rejonów Cesarstwa Rzymskiego. Skoro tak, to skąd tyle śmieci na cmentarzach? Ludzie nie zaniechali przecież dbania o tereny pochówkowe w większym stopniu niż miało to miejsce w przypadku przestrzeni publicznej.
      Gdy w 2009 r. Emmerson rozpoczęła prace w Pompejach, zauważyła, że w odróżnieniu od dzisiejszych cmentarzy, które są położone raczej na uboczu, np. na terenach zielonych, tamtejsze groby znajdowały się wzdłuż arterii komunikacyjnych. Wiele wskazuje też na to, że podejście mieszkańców Pompejów do odpadów było zupełnie inne od naszego. Doktorantka natrafiła bowiem na pomieszczenie, w którym cysterna na wodę pitną i przeznaczoną do mycia znajdowała się między dwoma dołami gnilnymi. Oba były w całości wypełnione odpadkami w postaci porozbijanej ceramiki, zwierzęcych kości i resztek innych pokarmów, np. pestek winogron i pozostałości po drylowaniu oliwek.
      Archeolodzy stwierdzili, że śmiecie swobodnie rozsypywano na podłodze domostw, na ulicach (czasem do dużej wysokości, przez co tworzyły warstwy), na peryferiach oraz wzdłuż murów miejskich. Nie ma dowodów na to, by w Pompejach istniało jakieś centralne wysypisko. Niewykluczone więc, że ludzie żyli w bezpośredniej bliskości wytwarzanych przez siebie odpadków i uważali to za normę. Skoro mieszkańcy uciekali się do cmentarnej reklamy - w stylu "głosuj na mnie" lub "wkrótce odbędą się zawody sportowe" - to czemu nekropolie nie miałyby stanowić jednego z wielu miejsc składowania śmieci?
      Generalnie, kiedy obywatel Rzymu stawał ze śmiercią twarzą w twarz, bardziej skupiał się na wspomnieniach niż na życiu po życiu. Ludzie chcieli być zapamiętani, a sposobem na to był okazały grobowiec przy uczęszczanej trasie. Innymi słowy, o grobach i cmentarzach nie myślano w kontekście cichej kontemplacji. Grobowce były pokazami czy częścią codziennego życia [...], także jego brudu.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na Rensselaer Polytechnic Institute trwają testy nowej obiecującej architektury do przechowywania wodoru. Nanoostrza mogą być używane wielokrotnie, bardzo szybko uwalniają i przyjmują wodór, a pracują przy znacznie niższych temperaturach niż podobne systemy. Dzięki tym właściwościom mogą okazać się przydatne przy konstruowaniu samochodów napędzanych wodorem.
      Pierwsze nanoostrza na bazie magnezu stworzono w 2007 roku. W przeciwieństwie do nanowłókien są one asymetryczne. W jednym wymiarze są niezwykle wąskie, w innym bardzo szerokie. Pomiędzy nimi jest do 1 mikrometra wolnej przestrzeni.
      Przechowywanie wodoru wymaga zastosowania dużych powierzchni. Dzięki temu, że nanoostrza są asymetryczne, można tę duża powierzchnię uzyskać.
      Nanoostrza stworzono metodą chemicznego osadzania pod kątem z fazy gazowej. Nanostruktura jest uzyskiwana poprzez doprowadzenie materiału - w tym przypadku magnezu - do fazy gazowej, a następnie umożliwienie mu osadzania się na podłożu. Po ukończeniu procesu osadzania na powierzchni materiału umieszcza się metaliczne kryształy, które więżą wodór. Prototypowe ostrza pokryto palladem.
      Departament Energii wysoko zawiesił poprzeczkę dla technologii przechowywania wodoru. Wszystkie nowe materiały muszą pracować w niskich temperaturach, szybko uwalniać wodór, mieć rozsądną cenę oraz nadawać się do recyklingu - mówi Yu Liu, jeden z badaczy.
      Naukowcy odkryli, że nanoostrza uwalniają wodór już w temperaturze 67 stopni Celsjusza. Przy temperaturze 100 stopni Celsjusza cały wodór zostaje uwolniony w zaledwie 20 minut. Inne technologie wymagają zastosowania ponaddwukrotnie wyższej temperatury, by tak szybko uwolnić wodór.
      Badania przeprowadzone za pomocą dyfrakcji odbiciowej wysokoenergetycznych elektronów (RHEED - reflection high-energy electron diffraction) oraz temperaturowo programowalnej desorpcji (TPD - temperature programmed desorption) wykazały, że prototypowe nanoostrza są w stanie wytrzymać ponad 10 cykli ładowania i rozładowywania.
      Naukowcy będą teraz pracowali nad wydłużeniem żywotności ostrzy, gdyż wiedzą już, jaka jest przyczyna ich stopniowej degradacji.
×
×
  • Create New...