Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Zamiast węglem palą... żelazem. Dzięki temu do atmosfery nie trafia dwutlenek węgla

Recommended Posts

W jednym z holenderskich browarów testowana jest właśnie niezwykła instalacja grzewcza, która nie emituje dwutlenku węgla do atmosfery. Wszystko dzięki temu, że zamiast węgla spalane jest w niej... żelazo.

Próba podpalenie kawałka żelaza to karkołomne przedsięwzięcie, którego koszty nie są warte potencjalnych zysków. Jednak inaczej ma się sprawa z drobno sproszkowanym żelazem. Ono, po wymieszaniu z powietrzem, jest wysoce palne. Gdy spala się taką mieszaninę, dochodzi do utleniania żelaza. Gdy spalamy węgiel produktem utleniania tego pierwiastka jest szkodliwy dla atmosfery dwutlenek węgla. Gdy zaś spalamy żelazo, produktem utleniania jest Fe203, czyli.. rdza. Bardzo interesującą cechą rdzy jest fakt, że to ciało stałe, które bardzo łatwo odzyskać po procesie spalania. W ten oto sposób spalając drobno sproszkowane żelazo otrzymujemy jedyny odpad – rdzę – który bardzo łatwo się wychwytuje.

Gęstość energetyczna żelaza wynosi 11,3 kWh/L czyli jest lepsza niż gęstość energetyczna benzyny. Znacznie gorzej ma się sprawa z energią właściwą. Ta wynosi jedynie 1,4 kWh/kg. To oznacza, że na określoną ilość energii żelazny proszek zajmuje nieco mniej miejsca niż benzyna, ale jest on niemal 10-krotnie cięższy. Sproszkowane żelazo nie przyda się więc do zasilania samochodów czy domów. Jedak może okazać się świetnym rozwiązaniem dla przemysłu.

W przypadku wielu procesów przemysłowych energia elektryczna, którą możemy pozyskiwać m.in. z czystych źródeł, nie jest w stanie zapewnić odpowiedniego rodzaju energii cieplnej. Dlatego też naukowcy z Uniwersytetu Technologicznego z Eindhoven od lat pracują nad wykorzystaniem żelaza w roli czystego paliwa. W ubiegłym miesiącu w jednym z browarów uruchomili testową instalację, w której spalane jest sproszkowane żelazo.

Powstała w procesie spalania rdza może być ponownie wykorzystywana. Żelazo jest traktowane jak rodzaj akumulatora. Spalanie go rozładowuje, zamieniając żelazo w Fe203. Aby je ponownie załadować należy pozbawić ten związek tlenu, odzyskując żelazo, które można ponownie spalić.

Żeby jednak cały proces był bezemisyjny, również odzyskiwanie żelaza powinno takie być. Dlatego też holenderscy naukowcy testują obecnie trzy sposoby na jego odzyskanie. Jeden z nich polega na przetransportowaniu rdzy taśmociągiem do pieca, gdzie w temperaturze 800–1000 stopni dodawany jest wodór. Tlenek żelaza zamienia się w żelazo, wodór zaś łączy z tlenem dając wodę. Minusem tej metody jest ponowne stapiania się sproszkowanego żelaza w jedną warstwę, którą należy zmielić. W drugiej metodzie wykorzystywany jest standardowy reaktor fluidalny. Również dodawany jest wodór, jednak cały proces odbywa się w temperaturze 600 stopni Celsjusza. Dzięki temu żelazo pozostaje w formie sproszkowanej, jednak jego odzyskiwanie trwa dłużej. Trzecia i ostatnia metoda polega na wdmuchiwaniu tlenku żelaza i wodoru do komory reaktora, w której panuje temperatura 1100–1400 stopni. Dzięki wdmuchiwaniu żelazo pozostaje w formie sproszkowanej. To może być najlepsza z trzech wymienionych technologii, jest jednak nowa, więc najpierw trzeba udowodnić, że działa.

Oczywiście zarówno do wyprodukowania wodoru czy uzyskania odpowiedniej temperatury w reaktorze/piecu potrzebna jest energia. Jednak może być to energia elektryczna uzyskana z czystych źródeł.

Można się zastanowić, dlaczego zamiast żelaza nie spalać po prostu wodoru. Problem w tym, że wodór jest bardzo trudny i niebezpieczny w transporcie. Jego przechowywanie również nie jest łatwe, wymaga wysokich ciśnień i niskich temperatur. Sproszkowane żelazo może być łatwo i długo przechowywane i bardzo łatwo jest je przewozić z olbrzymich ilościach np. koleją.
Sproszkowane żelazo może więc w przyszłości zastąpić węgiel w wielu procesach przemysłowych. Będzie to wymagało przerobienia obecnych instalacji do spalania węgla na takie do spalania żelaza. Holenderscy naukowcy badają też, czy sproszkowane żelazo może posłużyć jako paliwo dla masowców, wielkich statków będących dużym źródłem emisji węgla z paliw kopalnych.

Profesor Philip de Goey z Uniwersytetu Technologicznego w Eindhoven mówi, że ma nadzieję, iż w ciągu najbliższych 4 lat powstanie pierwsza 10-megawatowa instalacja przemysłowa do spalania sproszkowanego żelaza, a w ciągu 10 lat pierwsza elektrownia węglowa zostanie przerobiona na elektrownię na żelazo.

 


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

O tym że żelazo będzie się robiło elektrolitycznie mowa jest zapewne od czasów Faradaja, na pewno 30 lat temu, już, już przy hydroelektrowniach miały powstawać duże elektrolizernie produkujące czyste żelazo albo i wodór.  Prawda jednak jest taka, że jak na razie dużo lepiej jest robić wodór z węglowodorów. Ślad węglowy tego procesu jak na razie nie będzie mały.

Ale może nie trzeba robić proszku żelaza - na pewno nie chciałbym mieszkać w pobliżu miejsca gdzie się przechowuje taki proszek - może wystarczą ziemniaki, trochę miedzi i żelaza....

https://youtu.be/jja8iHfWDAc

 

16 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Profesor Philip de Goey z Uniwersytetu Technologicznego w Eindhoven mówi, że ma nadzieję, iż w ciągu najbliższych 4 lat powstanie pierwsza 10-megawatowa instalacja przemysłowa do spalania sproszkowanego żelaza, a w ciągu 10 lat pierwsza elektrownia węglowa zostanie przerobiona na elektrownię na żelazo.

Zastanawiam się kto finansuje takie pomysły? Ja bym nie dał grosza :D Ale trzymam kciuki i gratuluję, dociągnąć taki pomysł do wdrożenia w skali technicznej to niezwykły wyczyn. Jestem pewien, że wymagało to od nich, nomen omen, żelaznej determinacji.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Już były przeróżne takie , i pomysły , i instalacje. To może mielić całe samochody? Np piratów drogowych , i niech patrzą!:)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Najlepsze jest to, że ta instalacja powstaje w browarze. Czyli miejscu gdzie chyba nie potrzebne są temperatury powyżej 100'C i pewnie normalnie stosowane są grzałki elektryczne, zasilane np. z solarów, wiatraków lub elektrowni atomowej.

Dlatego możliwe, że ta instalacja jest akcją marketingową skierowaną do smartfoniarskiego, łykającego każdy kit społeczeństwa.

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 17.11.2020 o 01:26, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Powstała w procesie spalania rdza może być ponownie wykorzystywana. Żelazo jest traktowane jak rodzaj akumulatora. Spalanie go rozładowuje, zamieniając żelazo w Fe203. Aby je ponownie załadować należy pozbawić ten związek tlenu, odzyskując żelazo, które można ponownie spalić.

Rżną głupa za publiczne pieniądze.
Do produkcji żelaza używa się węgla.
Przetwarzanie energii elektrycznej na pracę poprzez silnik cieplny to kolejna głupota jakich mało.
Jako elektryczne ogniwo metalowo-tlenowe lepiej działają cynk, aluminium i lit.
Tylko ekoreligia pozwala finansować idiotów udających naukowców.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 godziny temu, peceed napisał:

Do produkcji żelaza używa się węgla.

Dlatego ta metoda może mieć przewagę bo używa wodoru jako reduktora. Potrzebne jest tylko źródło taniego wodoru. Nie wypowiem się co do reszty, ale całość (kolejny raz) wygląda na prawdziwy koszmar technologa.

4 godziny temu, peceed napisał:

Jako elektryczne ogniwo metalowo-tlenowe lepiej działają cynk, aluminium i lit.
Tylko ekoreligia pozwala finansować idiotów udających naukowców.

Tak, ogniwa pozwalają prowadzić utlenianie w bardziej kontrolowany sposób. Zastanawia mnie dlaczego pominęli termity - to nie wymaga rozdrabniania, a składniki są dużo bezpieczniejsze i łatwiejsze w manipulacji niż wybuchowy proszek żelaza. Zresztą każdy proszek daje radę. Ja bym użył mąki - czysta ekologia :D

 

Mimo wszystko, nazywanie ich idiotami uważam za niezasłużone. Wdrożyli dość egzotyczne rozwiązanie, ja to szanuję.

Share this post


Link to post
Share on other sites
24 minutes ago, Jajcenty said:

Dlatego ta metoda może mieć przewagę bo używa wodoru jako reduktora. Potrzebne jest tylko źródło taniego wodoru.

Czy Pan jest informatykiem i żyje w świecie wirtualnym , złożonym z bitów a nie z pierwiastków?

 

Proces produkcji wodoru jest bardzo kosztowny. W skali przemysłowej robi się go z gazu ziemnego. W skali mniejszej - elektroliza wody. W skali laboratoryjnej - cynk+ kwas siarkowy.

Share this post


Link to post
Share on other sites
13 minut temu, banana napisał:

Czy Pan jest informatykiem i żyje w świecie wirtualnym , złożonym z bitów a nie z pierwiastków?

Robisz bardzo poważny błąd zakładając, że wszyscy są głupsi od Ciebie. Jestem chemikiem od 35 lat piszącym oprogramowanie na styku automatyka - biznes. 

13 minut temu, banana napisał:

Proces produkcji wodoru jest bardzo kosztowny. W skali przemysłowej robi się go z gazu ziemnego. W skali mniejszej - elektroliza wody. W skali laboratoryjnej - cynk+ kwas siarkowy.

A jak byś powiedział coś, czego jeszcze nie wiedzieliśmy? Czego nie rozumiesz w 'tani wodór'?  

p.s. Jak zaczynałem przygodę z chemią sto lat temu, to najbliższy aparat Kippa był w muzeum, a gazy w laboratorium otrzymywało się z ... butli.

Edited by Jajcenty

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 godzin temu, Jajcenty napisał:

Mimo wszystko, nazywanie ich idiotami uważam za niezasłużone. Wdrożyli dość egzotyczne rozwiązanie, ja to szanuję.

Racja, idiotami są ludzie finansujący ich badania. To nie jest tak, że nie ma sensownych programów badawczych dla chemików. Jest o to trudniej niż dawniej, ale jeszcze daleko od momentu że jedynymi nowatorskimi polami badań są te dawniej pominięte jako bezsensowne.

9 godzin temu, Jajcenty napisał:

Zastanawia mnie dlaczego pominęli termity - to nie wymaga rozdrabniania, a składniki są dużo bezpieczniejsze i łatwiejsze w manipulacji niż wybuchowy proszek żelaza.

Przy termitach oczywistym i kłopotliwym pytaniem byłoby - po jaką cholerę używać tlenku żelaza jako utleniacza?
 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nie widzę nic o wydajności energetycznej tego projektu, ale na oko jest dramatycznie niska.

Chyba bardziej wydajne będzie postawienie paneli fotowoltaicznych i nimi elektroliza wody, po czym palenie uzyskanym wodorem i tak w kółko

Share this post


Link to post
Share on other sites
Godzinę temu, tempik napisał:

Chyba bardziej wydajne będzie postawienie paneli fotowoltaicznych i nimi elektroliza wody, po czym palenie uzyskanym wodorem i tak w kółko

A to nie lepiej od razu prąd do silników podawać? Chcemy tym masowce napędzać, więc w charakterze akumulatora można by stosować koła zamachowe.

Cały układ ma wydajność nie większą niż panele. Żaglowce mają więcej sensu. Zakładając dużo taniego prądu można robić węglowodory z wody i dwutlenku węgla. Elektrownie musiałby wymrażać CO2 ze spalin i wysyłać do Afryki i Arabii do przerabiania na benzyny. Recykling CO2 na poziomie 50% powinien być łatwo osiągalny, resztę wymrażać po prostu z powietrza, albo korzystać z uprzejmości drzew i traw. 

Interesujące zadanie do policzenia, nadaje się na projekt semestralny z inżynierii chemicznej. Niestety nie potrafię nawet w przybliżeniu podać kiedy coś takiego mogłoby być opłacalne.

Share this post


Link to post
Share on other sites
12 hours ago, Jajcenty said:

Robisz bardzo poważny błąd zakładając, że wszyscy są głupsi od Ciebie. Jestem chemikiem od 35 lat piszącym oprogramowanie na styku automatyka - biznes. 

A jak byś powiedział coś, czego jeszcze nie wiedzieliśmy? Czego nie rozumiesz w 'tani wodór'?  

p.s. Jak zaczynałem przygodę z chemią sto lat temu, to najbliższy aparat Kippa był w muzeum, a gazy w laboratorium otrzymywało się z ... butli.

A od wczoraj piszesz w internetach, że trola pierwszy raz spotkałeś ?

Share this post


Link to post
Share on other sites
25 minut temu, banana napisał:

A od wczoraj piszesz w internetach, że trola pierwszy raz spotkałeś ?

Że niby żart? I ja to mam kupić? Wolne żarty. Podpowiadam: żeby podnieść nieco reputację i być traktowanym poważnie przez innych trzeba napisać coś z sensem. Czasami, w zależności od rozmiarów pierwszego wrażenia, trzeba napisać coś z sensem nawet kilka razy.

  • Like (+1) 1
  • Haha 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
Godzinę temu, Jajcenty napisał:

A to nie lepiej od razu prąd do silników podawać?

Lepiej,

ale z tego co rozumiem idea jest taka żeby zmagazynować energię aby później jak będzie potrzebna wykorzystać. Jest nadwyżka prądu, odbiorcy w danej chwili nie pobierają to zamiast marnować potencjał lepiej zmagazynować energię np w wodorze z elektrolizy czy sproszkowanym żelazie. Poza tym piece i podobne ustrojstwa mają duże moce, za dużo żeby na bieżąco z paneli zasilać, chyba że jest tego hektary i pracuje się tylko w godzinach około południowych.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
15 minut temu, tempik napisał:

Jest nadwyżka prądu, odbiorcy w danej chwili nie pobierają to zamiast marnować potencjał lepiej zmagazynować energię np w wodorze z elektrolizy czy sproszkowanym żelazie.

No tu to się najlepiej spisują elektrownie szczytowo pompowe. Najbardziej nam zależy na przenośnych wehikułach np. masowce. Opalanie kotłów masowca sproszkowanym metalem ma rzeczywiście zaletę bardzo niskiej emisji. Ja bym opalał prętami magnezowymi - dużo ciepła, nie ma problemu ze spalinami - sam pył tlenku magnezu. Dodatkowo magnez świetnie się pali w dwutlenku węgla produkując węgiel! Zdaje się że pali się również w piasku produkując krzem. Tak, grzanie magnezem ma bardzo wiele zalet. Nie mogę się doczekać :D

 

Edited by Jajcenty
  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, Jajcenty said:

Ja bym opalał prętami magnezowymi - dużo ciepła, nie ma problemu ze spalinami - sam pył tlenku magnezu. Dodatkowo magnez świetnie się pali w dwutlenku węgla produkując węgiel! Zdaje się że pali się również w piasku produkując krzem.

Ciekawy pomysł. Robiłem kiedyś eksperymenty z wiórkami magnezowymi. Pięknie się palą oślepiającym blaskiem z domieszką UV :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 godzin temu, tempik napisał:

ale z tego co rozumiem idea jest taka żeby zmagazynować energię aby później jak będzie potrzebna wykorzystać

Podstawowa idea jest taka, aby pobawić się za pieniążki z grantów.
A że da się to podpiąć pod technologię bezemisyjną, to pieniądz gorszy wypiera lepszy :P
 

W dniu 17.11.2020 o 01:26, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Profesor Philip de Goey z Uniwersytetu Technologicznego w Eindhoven mówi, że ma nadzieję, iż w ciągu najbliższych 4 lat powstanie pierwsza 10-megawatowa instalacja przemysłowa do spalania sproszkowanego żelaza, a w ciągu 10 lat pierwsza elektrownia węglowa zostanie przerobiona na elektrownię na żelazo.

Pomyliłem się, po prostu im odbiło.  Albo jadą po bandzie z tymi grantami.

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 godzin temu, Jajcenty napisał:

No tu to się najlepiej spisują elektrownie szczytowo pompowe.

owszem, jak są warunki to nie ma nic lepszego.

11 godzin temu, Jajcenty napisał:

Opalanie kotłów masowca sproszkowanym metalem ma rzeczywiście zaletę bardzo niskiej emisji. Ja bym opalał prętami magnezowymi - dużo ciepła, nie ma problemu ze spalinami - sam pył tlenku magnezu.

Ja tu widzę same problemy:

1. wartość opałowa - wodór 140 MJ/kg, ON 46 MJ/kg, a żelazo? tylko 5 MJ/kg.  To suche, krowie łajno ma 15 MJ/kg :)  może w tym kierunku lepiej iść?

2. ogień ze spalania metalów to zupełnie co innego niż to co mamy dotychczas. Wszystko co palimy łącznie z węglem jest spalaniem gazów czy oparów. przy metalach tego nie ma, trzeba pewnie nieźle kombinować żeby ciepło spalania przenieść na klasyczny kocioł. Jak ktoś ma ochotę to może przetestować problemy takiego spalania podgrzewając czajnik z wodą na stosie zimnych ogni :D

 

Edited by tempik

Share this post


Link to post
Share on other sites
59 minut temu, tempik napisał:

1. wartość opałowa - wodór 140 MJ/kg, ON 46 MJ/kg, a żelazo? tylko 5 MJ/kg.  To suche, krowie łajno ma 15 MJ/kg :)  może w tym kierunku lepiej iść?

Pewnie że tak! To przecież 100% odnawialne źródło. Wodór jest słaby, generalnie węglowodory są lepszym nośnikiem wodoru.

 

Godzinę temu, tempik napisał:

Wszystko co palimy łącznie z węglem jest spalaniem gazów czy oparów. przy metalach tego nie ma, trzeba pewnie nieźle kombinować żeby ciepło spalania przenieść na klasyczny kocioł.

Korzystamy z faktu iż Termodynamika to wiedźma i energia jest energia. W tym przypadku większość energii przekazywana jest przez promieniowanie. Oczywiście zostaje trochę podgrzanego azotu do rekuperacji. Generalnie to luźny pomysł, ale jeśli ktoś ma chęć sfinansować badania w tym kierunku, to ja chętnie wezmę kasę ;)

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
15 minut temu, Jajcenty napisał:

Wodór jest słaby, generalnie węglowodory są lepszym nośnikiem wodoru.

Albo amoniak.

Share this post


Link to post
Share on other sites
15 hours ago, Jajcenty said:

Że niby żart? I ja to mam kupić? Wolne żarty. Podpowiadam: żeby podnieść nieco reputację i być traktowanym poważnie przez innych trzeba napisać coś z sensem. Czasami, w zależności od rozmiarów pierwszego wrażenia, trzeba napisać coś z sensem nawet kilka razy.

Panie Jacenty, czy mogę Panu zadać intymne pytanie ? Czy Pan jeszcze może ?

1 hour ago, peceed said:

Albo amoniak.

I kwas mrówkowy
https://www.bbc.com/news/business-40403351
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378775305000327?via%3Dihub

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 minuty temu, banana napisał:

Czy Pan jeszcze może ?

Sorry, mam już chłopaka.

3 godziny temu, tempik napisał:

ak ktoś ma ochotę to może przetestować problemy takiego spalania podgrzewając czajnik z wodą na stosie zimnych ogni :D

Znalazłem! kiedyś znajomy metalurg coś plótł o grzaniu promieniowaniem - przypomniałem sobie i znalazłem https://pl.wikipedia.org/wiki/Piec_łukowy

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
51 minut temu, Jajcenty napisał:
55 minut temu, banana napisał:

Czy Pan jeszcze może ?

Sorry, mam już chłopaka.

Już od drugiego usera dostał kosza. Ciekawe kto będzie następny?;)

  • Haha 2

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 godziny temu, Jajcenty napisał:

Znalazłem! kiedyś znajomy metalurg coś plótł o grzaniu promieniowaniem - przypomniałem sobie i znalazłem https://pl.wikipedia.org/wiki/Piec_łukowy

To już trochę coś innego bo tu nie ma paliwa które spalasz. Ale wróćmy na Ziemię. Do grzania zacieru na bimber wystarczy jakaś biomasa, np. resztki z produkcji. a do mobilnych zastosowań to sie nie nadaje

1 godzinę temu, 3grosze napisał:

Już od drugiego usera dostał kosza. Ciekawe kto będzie następny?;)

spokojnie, każda potwora znajdzie swojego amatora :D

 

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

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Unikalną aplikację komputerową, która pozwoli małym i średnim piekarniom zoptymalizować procesy technologiczne, a tym samym ograniczyć marnotrawienie żywności i emisję CO2, opracowuje międzynarodowy zespół ekspertów z udziałem naukowców z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.
      Aplikacja powstaje w ramach projektu PrO4Bake, finansowanego przez Wspólnotę Wiedzy i Innowacji w obszarze żywności EIT Food. Działania projektowe koordynuje Uniwersytet w Hohenheim (Niemcy) przy zaangażowaniu partnerów z przemysłu, m.in. firmy Siemens, oraz ośrodków naukowych z Polski, Danii, Szwecji, Hiszpanii i Włoch. Kilka tygodni temu PrO4Bake został nominowany do nagrody EIT Innovators Award 2020.
      To, co nazywane jest odpadem piekarniczym, jest niczym innym jak efektem nadprodukcji lub niesprzedania wyrobów przez piekarnię. W polskich piekarniach powstaje średnio do kilku ton odpadów piekarniczych w tygodniu. To nie tylko ogromne marnotrawstwo żywności, ale także niepotrzebne zużycie energii. W przeciwieństwie do wielkoskalowej produkcji przemysłowej, małe i średnie piekarnie mogą odpowiedzieć indywidualnie na preferencje lokalnej społeczności. Zaproponowana w projekcie PrO4Bake aplikacja pozwoli takim piekarniom nie tylko dostosować asortyment produktów do oczekiwanego zapotrzebowania konsumentów, ale i zoptymalizować czas produkcji, efektywniej wykorzystać surowce i istniejące maszyny oraz wdrożyć energooszczędny proces produkcyjny. To z kolei pozwoli im zminimalizować ślad ekologiczny, zmniejszyć ilość generowanych odpadów, zużycie energii oraz emisję CO2.
      W pierwszym etapie realizacji projektu pobierane są dane z procesów produkcji we współpracujących piekarniach. W Polsce to zadanie realizuje Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie, który gromadzi informacje udostępniane przez małe i średnie piekarnie w województwie warmińsko-mazurskim. Jednym z kluczowych elementów opracowania algorytmu dla aplikacji będą też kompleksowe badania konsumenckie, prowadzone we wszystkich krajach uczestniczących w projekcie. Analiza ta uwzględni wymagania i oczekiwania konsumentów związane m.in. z pogodą czy okresami świątecznymi oraz akceptacją dla zmian dostępności produktów w ciągu dnia. Wszystkie te czynniki zostaną przetworzone za pomocą nowoczesnych narzędzi obliczeniowych, m.in. algorytmów ewolucyjnych i technologii cyfrowych bliźniaków, które pozwolą ekspertom z firmy Siemens stworzyć optymalny prototyp gotowy do komercjalizacji.
      Opracowana aplikacja zostanie skomercjalizowana poprzez szereg szkoleń, tak aby umożliwić europejskim piekarniom dostosowanie asortymentu produktów do oczekiwanego zapotrzebowania konsumentów i wyprodukowanie w piekarni tylko takiej ilości, która będzie sprzedawana, a tym samym utrzymanie na jak najniższym poziomie zarówno ilości odpadów, jak i zużycia energii – mówi dr hab. inż. Małgorzata Wronkowska, koordynator projektu w IRZiBŻ PAN.
      Projekt PrO4Bake rozpoczął się w 2020 roku i będzie trwał dwa lata.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed dwoma dniami odbyła się oficjalna uroczystość, podczas której zainaugurowano montaż reaktora termojądrowego, tokamaka ITER. Dziesięć lat po rozpoczęciu budowy projekt ITER wszedł w decydującą fazę. W miesiącach poprzedzających niedawną uroczystość do Francji dostarczono główne elementy tokamaka, w tym cewki toroidalne – jedna Europy i dwie z Japonii. Kilka dni przed uroczystością z Korei dotarła pierwsza część komory próżniowej.
      Rozpoczynamy montaż ITER. To historyczny moment. Mija sto lat od chwili, gdy naukowcy zrozumieli, że Słońce i gwiazdy są zasilane przez fuzję jądrową, i sześć dekad od czasu, gdy w Związku Radzieckim zbudowano pierwszy tokamak. [...] Musimy jak najszybciej zastąpić paliwa kopalne [...] Posuwamy się do przodu tak szybko, jak to możliwe, mówił dyrektor generalny ITER, Bernard Bigot.
      ITER ma być urządzeniem badawczym. Największym dotychczas zbudowanym tokamakiem i pierwszym, w którym uzyskany zostanie dodatni bilans energetyczny. Naukowcy od kilkudziesięciu lat pracują nad fuzją termojądrową, ale dopiero niedawno udało się uzyskać z takiej reakcji więcej energii niż w nią włożono. Dokonali tego w 2013 roku specjaliści z amerykańskiego National Ignition Facility.
      Z fuzją termojądrową wiązane są olbrzymie nadzieje na uzyskanie źródła naprawdę czystej bezpiecznej energii. Różnica pomiędzy reaktorem fuzyjnym, a standardowym reaktorem atomowym polega na tym, że w reaktorze atomowym energię uzyskuje się z rozpadu ciężkich izotopów radioaktywnych. Zaś w elektrowni termojądrowej ma ona powstawać w wyniku łączenia się lekkich izotopów wodoru. Proces ten, podobny do procesów zachodzących w gwiazdach, niesie ze sobą dwie olbrzymie korzyści.
      Po pierwsze w reaktorze termojądrowym nie może zajść niekontrolowana reakcja łańcuchowa, podobna do tej, jaka zaszła w Czarnobylu. Po drugie, nie powstają tam odpady radioaktywne, które trzeba by przez tysiące lat przechowywać w specjalnych bezpiecznych warunkach.
      Fuzja jądrowa ma olbrzymi potencjał. Z 1 grama wodoru i trytu można teoretycznie uzyskać tyle energii, co ze spalenia 80 000 ton ropy naftowej. Deuter i tryt są łatwo dostępnymi, powszechnie występującymi na Ziemi pierwiastkami. ITAR zaś posłuży to badań i stworzenia technologii, które pozwolą na zbudowanie komercyjnych elektrowni fuzyjnych. Obecnie przewiduje się, że pierwszy zapłon ITER nastąpi w 2025 roku, a 10 lat później rozpoczną się regularne prace z kontrolowaną syntezą termojądrową.
      Obecnie przewiduje się, że pierwsze komercyjne elektrownie termojądrowe powstaną w latach 50. obecnego wieku.
      Uczestnikami projektu ITER są Unia Europejska, Chiny, Indie, Japonia, Korea Południowa, Rosja i Stany Zjednoczone. UE pokrywa 45,4% kosztów projektu, a pozostałe koszty są po równo (po 9,1%) podzielone pomiędzy resztę członków.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Oceany są tak czułe na poziom dwutlenku węgla w atmosferze, że zmniejszenie jego emisji szybko prowadzi do mniejszego pochłaniania go przez wodę. Autorzy najnowszych studiów uważają, że w bieżącym roku oceany pochłoną mniej CO2, gdyż w związku z epidemią COVID-19 ludzkość mniej go wyemitowała.
      Galen McKinley z należącego do Columbia University Lamont-Doherty Earth Observatory uważa, że w bieżącym roku oceany nie będą kontynuowały obserwowanego od wielu lat trendu, zgodnie z którym każdego roku pochłaniają więcej węgla niż roku poprzedniego. Nie zdawaliśmy sobie sprawy z tego zjawiska, dopóki nie przeprowadziliśmy badań na temat wymuszania zewnętrznego. Sprawdzaliśmy w ich ramach, jak zmiany wzrostu koncentracji atmosferycznego dwutlenku węgla wpływają na zmiany jego pochłaniania przez ocean. Uzyskane wyniki nas zaskoczyły. Gdy zmniejszyliśmy emisję i tempo wzrostu koncentracji CO2, oceany wolniej go pochłaniały.
      Autorzy raportu, którego wyniki opublikowano właśnie w AGU Advances, chcieli sprawdzić, co powoduje, że w ciągu ostatnich 30 lat oceany pochłaniały różną ilość dwutlenku węgla. Takie badania pozwalają lepiej przewidywać zmiany klimatyczne i reakcję oceanów na nie.
      Oceany są tym środowiskiem, które absorbuje największą ilość CO2 z atmosfery. Odgrywają więc kluczową rolę w ochronie planety przed ociepleniem spowodowanym antropogeniczną emisją dwutlenku węgla. Szacuje się, że oceany pochłonęły niemal 40% całego CO2 wyemitowanego przez ludzkość od początku epoki przemysłowej. Naukowcy nie rozumieją jednak, skąd bierze się zmienne tempo pochłaniania węgla. Od dawna zastanawiają się np., dlaczego na początku lat 90. przez krótki czas pochłaniały więcej CO2, a później tempo pochłaniania zwolniało do roku 2001.
      McKinley i jej koledzy wykorzystali różne modele za pomocą których sprawdzali i analizowali różne scenariusza pochłaniania dwutlenku węgla i porównywali je z tym, co działo się w latach 1980–2017. Okazało się, że zmniejszenie pochłaniania dwutlenku węgla w latach 90. najlepiej można wyjaśnić przez zmniejszenie jego emisji. W tym bowiem czasie z jednej strony poprawiono wydajność procesów przemysłowych i doszło do upadku ZSRR, a gospodarki jego byłych satelitów przeżywały poważny kryzys. Stąd spowolnienie pochłaniania w latach 90. Skąd zaś wzięło się krótkotrwałe przyspieszenie tego procesu na początku lat 90? Przyczyną była wielka erupcja wulkanu Pinatubo na Filipinach z roku 1991.
      Jednym z kluczowych odkryć było stwierdzenie, że takie wydarzenia jak erupcja wulkanu Pinatubo mogą odgrywać ważną rolę w zmianach reakcji oceanów na obecność węgla w atmosferze, wyjaśnia współautor badań Yassir Eddebbar ze Scripps Institution of Oceanography.
      Erupcja Pinatubo była drugą największą erupcją wulkaniczną w XX wieku. Szacuje się, że wulkan wyrzucił 20 milionów ton gazów i popiołów. Naukowcy odkryli, że z tego powodu w latach 1992–1993 oceany pochłaniały więcej dwutlenku węgla. Później ta ilość zaczęła spadać i spadała do roku 2001, kiedy to ludzkość zwiększyła emisję, co pociągnęło za sobą też zwiększenie pochłaniania przez oceany.
      McKinley i jej zespół chcą teraz bardziej szczegółowo zbadać wpływ Pinatubo na światowy klimat i na oceany oraz przekonać się, czy rzeczywiście, zgodnie z ich przewidywaniami, zmniejszenie emisji z powodu COVID-19 będzie skutkowało zmniejszeniem pochłaniania CO2.
      Uczona zauważa, że z powyższych badań wynika jeszcze jeden, zaskakujący wniosek. Gdy obniżymy antropogeniczną emisję dwutlenku węgla, oceany będą mniej go wchłaniały, więc nie będą kompensowały emisji w tak dużym stopniu jak w przeszłości. Ten dodatkowy, niepochłonięty przez oceany, węgiel pozostanie w atmosferze i przyczyni się do dodatkowego ocieplenia.
      Musimy przedyskutować ten mechanizm. Ludzie muszą rozumieć, że po obniżeniu emisji nastąpi okres, gdy i ocean obniży swoją efektywność jako miejsce pochłaniania węgla, mówi McKinley.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Arktyka to jedno z najszybciej ocieplających się miejsc na Ziemi. Wiemy, że ocieplanie się przyspieszają roztapiające się śniegi i lody, że przyczynia się do niego zmiana cyrkulacji atmosferycznej. Jest wiele powodów, dla którego to w Arktyce ocieplenie zachodzi wyjątkowo szybko. Teraz naukowcy uważają, że znaleźli dodatkowy czynnik. A są nim... drzewa.
      Nie tylko zresztą drzewa, ale w ogóle rośliny mogą mieć niespodziewany wpływ na globalne ocieplenie.
      Gdy w atmosferze rośnie ilość dwutlenku węgla, rośliny bardziej wydajnie przeprowadzają fotosyntezę. Bardziej wydajny proces oznacza często mniejsze straty wody, czyli mniejsze parowanie z roślin. Parowanie zaś jest procesem powiązanym z chłodzeniem. Jeśli się ono zmniejsza, otoczenie ogrzewa się. I właśnie na ten proces zwrócili uwagę naukowcy z University of Edinburgh na łamach Nature Communications.
      Dotychczas przegapiano wpływy roślin. To badanie pokazuje wpływ roślinności na ocieplanie się Arktyki w warunkach zwiększonej koncentracji CO2 w atmosferze, mówi współautor badań Jin-Soo Kim.
      Naukowcy wykorzystali modele klimatyczne, w których uwzględnili parowanie z roślin. Modele te wykazały, że wraz z rosnącym poziomem atmosferycznego dwutlenku węgla rośliny na półkuli północnej tracą mniej wody. W wyniku tego procesu poszczególne regiony ocieplają się bardziej niż wynikałoby z samej tylko zmiany klimatu.
      Autorzy badań szacują, że opisany przez nich wpływ roślin jest odpowiedzialny za niemal 10% ocieplenia w Arktyce i nawet 28% ocieplenia na niższych szerokościach półkuli północnej. Podkreślają jednocześnie, że ich szacunki obarczone są sporym marginesem błędu.
      Podczas badań naukowcy wykorzystali 8 modeli i porównali je między sobą. Okazało się, że istnieją spore różnice w uzyskiwanych wynikach dotyczących wpływu roślin na ocieplanie się Arktyki. Może się tak dziać zarówno z powodu sporej niepewności odnośnie reakcji lodu morskiego na ocieplający się klimat jak i z powodu braku zgody w środowisku naukowym odnośnie wpływu zwiększonej koncentracji CO2 na rośliny. Z jednej strony gdy mamy więcej dwutlenku węgla w atmosferze, rośliny nie muszą tak szeroko otwierać aparatów szparkowych, więc tracą mniej wody. Z drugiej strony CO2 może czasem przyspieszać wzrost roślin. A jeśli roślin jest więcej, to mamy i większe parowanie. Te oba zjawiska – większy wzrost roślin i mniejsze rozwarcie aparatów szparkowych – mogą mieć przeciwny wpływ na lokalne temperatury.
      Omawiane tutaj badanie sugeruje jednak, że silniejszy jest wpływ zmian w otwarciu aparatów szparkowych. W wielu ekosystemach nie obserwujemy takiego wzrostu roślin, jaki naiwnie założyliśmy myśląc o wzroście stężenia CO2, mówi doktor Leander Anderegg z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pod koniec triasu poziom atmosferycznego CO2 był podobny, jak ten, przewidywany dla poziomu w XXI wieku. Trias trwał od 252 do 201 milionów lat temu. Rozpoczął się i zakończył dużym wymieraniem gatunków. Na łamach Nature Communications naukowcy opisali wyniki badań nad bazaltami z formacji Central Atlantic Magmatic Province (CAMP).
      Naukowcy z Uniwersytetów w Padwie, Budapeszcie, Tomsku, Oslo, Leeds oraz z kanadyjskiego McGill University i z Sorbony przeanalizowali 200 skał, w których były uwięzione bąble powietrza. Najpierw upewnili się, że zawarty w nich dwutlenek węgla rzeczywiście pochodzi z atmosfery. Następnie przeprowadzili analizy, które pozwoliły im obliczyć stężenie CO2 w atmosferze, w czasie, gdy bąble zostały w magmie uwięzione.
      CAMP to największa na Ziemi wielka pokrywa lawowa. Pokrywa ona powierzchnię około 11 milionów kilometrów kwadratowych. CAMP powstała przed około 201 milionami lat. Doszło wówczas do serii czterech gigantycznych erupcji, z których każda trwała od kilkuset do kilku tysięcy lat. W wyniku tych wydarzeń na powierzchnię wydostały się nawet 3 miliony km3 magmy.
      Teraz dowiadujemy się, że podczas takich długotrwałych erupcji do atmosfery przedostało się wystarczająco dużo CO2, by zwiększyć średnie temperatury na Ziemi o 2 stopnie Celsjusza. Masowe wymieranie, które było następstwem tych erupcji, doprowadziło do wyginięcia około 75% gatunków i otworzyło drogę do dominacji dinozaurów.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...