Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

W dobie kończących się zasobów ropy naftowej każdy pomysł na poszukiwanie alternatywnych źródeł energii jest na wagę złota. Jednym z możliwych rozwiązań tego problemu jest pozyskiwanie energii z celulozy, wytwarzanej w przyrodzie w astronomicznych wręcz ilościach. Do tej pory największy problem z jej wykorzystaniem polegał jednak na tym, że nie znano dostatecznie dokładnie organizmów, które byłyby w stanie rozkładać ten cukier. Badania wykonane przez naukowców z Laboratorium w Los Alamos oraz Połączonego Instytutu Badania Genomu przy amerykańskim Departamencie Energii rzucają nowe światło na jednego z potencjalnych wytwórców energii.

Badania dotyczyły wyjątkowo "żarłocznego" grzyba z gatunku Tricoderma reesei. W naturze jednym z najważniejszych źródeł energii jest dla tego organizmu zawarta we włóknach roślinnych celuloza, która ulega strawieniu dzięki wydzielanemu do otoczenia enzymowi - celulazie. Badacze spekulują, że oprócz roślin możliwe byłoby wykorzystanie jako "paliwa" także niektórych rodzajów odpadów komunalnych, co pozwoliłoby na wydajne wytwarzanie energii przy jednoczesnym zmniejszeniu objętości składowanych śmieci. Skłoniło to naukowców do dokładniejszego zbadania fizjologii wspomnianego grzyba.

Okoliczności odkrycia T. reesei mają niewiele wspólnego z optymizmem, który dziś towarzyszy jego potencjalnemu zastosowaniu w gospodarce człowieka. Początkowo był uznawany za plagę, gdyż w czasie II wojny światowej powodował znacznie przyśpieszony rozkład tkanin, z których uszyte były m.in. mundury i namioty wojskowych. Dopiero po latach postanowiono zbadać możliwość jego wykorzystania do kontrolowanego rozkładu celulozy, by w ten sposób uzyskać energię.

Badacze postanowili określić czynniki, które zadecydowały o zdolności grzyba do wyjątkowo intensywnego rozkładu celulozy. Analizy genetyczne wykazały, ku zaskoczeniu samych naukowców, że T. reesei dysponuje znacznie mniejszą liczbą genów odpowiedzialnych za odżywianie się włóknami roślinnymi niż jego odżywiający się podobnie krewniacy. Z drugiej jednak strony zauważono, że organizm ten posiada wyjątkowo wydajny mechanizm sekrecji, czyli wydzielania enzymu do środowiska. Jest to bardzo ważne, gdyż z uwagi na ogromny rozmiar cząsteczek celulozy niemożliwe jest jej trawienie wewnątrz komórek - konieczne jest rozłożenie celulozy pozakomórkowo, a następnie pobranie powstających produktów rozpadu. Na dodatek geny odpowiedzialne za syntezę celulazy są najprawdopodobniej ułożone w tzw. kasetach, czyli sterowanych wspólnie grupach. Zapewnia to synchronizację związanych z określonym zadaniem procesów, dzięki czemu wydajność (oraz w konsekwencji przydatność w przemyśle) takiego systemu wzrasta.

Według wizji badaczy, proces wytwarzania energii z celulozy zachodziłby dwustopniowo. Na pierwszym etapie do roztworu zawierającego celulozę (a więc np. do odpadów rolniczych, komunalnych itp.) byłaby dodawana wyizolowana i oczyszczona z T. reesei celulaza. W efekcie po pewnym czasie doszłoby do rozkładu celulozy na znacznie bardziej przyswajalną glukozę. W tym momencie do komory dodawane byłyby znane doskonale drożdże piekarskie Saccharomyces cerevisiae. Dzięki ich aktywności możliwe byłoby wytworzenie etanolu z uwolnionej uprzednio glukozy. Alkohol byłby następnie oczyszczany przez prostą destylację, stając się bardzo wydajnym biopaliwem.

Odkrycie Amerykanów może stać się ważnym krokiem naprzód w realizacji idei wykorzystania glukozy do celów energetycznych. Pomysł użycia tego cukru nie jest nowy, lecz przez długi czas brakowało odpowiednio wydajnych metod pozyskiwania z niej użytecznej dla ludzi energii. Teraz, gdy poznano szczegóły fizjologii T. reesei, wzrasta szansa na ujarzmienie energii ukrytej w wiązaniach chemicznych wewnątrz cząsteczek celulozy. Zdobyta wiedza będzie też z pewnością pomocna przy próbach wyhodowania jeszcze wydajniejszych szczepów tego wyjątkowego grzyba.

Szczegółowe wyniki badań zostały opublikowane w najnowszym numerze czasopisma Nature Biotechnology.

Share this post


Link to post
Share on other sites

I znowu półśrodki. Dlaczego by nie wykorzystywać jako paliwa wodoru, który pozyskiwany byłby w elektrowniach jądrowych (najczystsze źródło energii jakie znamy)?

 

 

Badania wykonane przez naukowców z Laboratorium w Los Alamos

 

Dobrze kojarzę Los Alamos z pierwszymi reaktorami właśnie i bombą jadrową?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest macintosh

tak, pod kierunkiem Oppenheimer'a zaprojektowali tam pierwszą atomice

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dziś lab. w Los Alamos zajmuje się wieloma rzeczami, choć rzeczywiście zasłynęło badaniami nad A-bomb. Podobnie jest np. z Departamentem Energii, który był jednym z dwóch naczelnych sponsorów Human Genome Project, a Jet Propulsion Laboratory prowadzi np. badania nad wpływem prom. kosmicznego na zdrowie człowieka ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

I znowu półśrodki. Dlaczego by nie wykorzystywać jako paliwa wodoru, który pozyskiwany byłby w elektrowniach jądrowych (najczystsze źródło energii jakie znamy)?

 

 

Badania wykonane przez naukowców z Laboratorium w Los Alamos

 

Dobrze kojarzę Los Alamos z pierwszymi reaktorami właśnie i bombą jadrową?

 

 

Jak pozyskuje się tam ów wodór?

Share this post


Link to post
Share on other sites

I znowu półśrodki. Dlaczego by nie wykorzystywać jako paliwa wodoru, który pozyskiwany byłby w elektrowniach jądrowych (najczystsze źródło energii jakie znamy)?

 

 

Badania wykonane przez naukowców z Laboratorium w Los Alamos

 

Dobrze kojarzę Los Alamos z pierwszymi reaktorami właśnie i bombą jadrową?

 

 

Jak pozyskuje się tam ów wodór?

 

Bynajmniej nie bezpośrednio, ale poprzez elektrolizę wody. Stosując sam wodór znowóż nie rozwiązujemy problemu, do jego 'produkcji' potrzeba sporej ilości energii. Dlatego dobrym rozwiązaniem jest wykorzystanie elektrowni jądrowych do produkcji potrzebnego prądu.

No ale które przedsiębiorstwo (np. Orlen, Shell, Lotos itd) poświęciłoby się dla ratowania świata?

BTW z 1 grama uranu możliwe jest wytworzenie porównywalnej energii jak z ok 2,5 t węgla...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ale co to ma wspólnego z ratowaniem świata? Gdyby tylko była to opłacalna inwestycja, na pewno by w nią zainwestowano. Przecież elektrownie nie są prowadzone przez koncerny naftowe!

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ale co to ma wspólnego z ratowaniem świata? Gdyby tylko była to opłacalna inwestycja, na pewno by w nią zainwestowano. Przecież elektrownie nie są prowadzone przez koncerny naftowe!

 

Żyjemy w kapitalistycznym świecie- tu liczą się tylko pieniądze. Nie sądzisz, że gdyby poproszono naukowców o opracowanie w 100% czystego sposobu produkcji energii bez względu na koszty produkcji i wdrażania tejże technologii nie znalazł by się żaden sposób?

 

Tyle że ten sposób zniszczyłby cały biznes zarabiający petrodolary. Wyobraź sobie: Arabia Saudyjska, RPA, Rosja, Kuwejt, Stany itd... To kraje w większym lub mniejszym stopniu utrzymujące się z ropy lub handlu nią. Cały ten rynek upadłby. Kto się tak poświęci?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Gdyby był lepszy pomysł, naukowcy pracujący dla firm (przecież tacy też są - nauka i innowacje to nie tylko uczelnie) już dawno by go odkryli. Rozumiem, że firmy typu koncernów naftowych bardzo chętnie by zablokowały wdrażanie takich pomysłów, ale już np. firmy energetyczne (tzn. zajmujące się produkcją prądu elektrycznego) na pewno bardzo chętnie stanęłyby w szranki z wydobywcami i przetwórcami ropy, aby odbić im część rynku. W końcu nie każde urządzenie musi być bezwarunkowo zasilane benzyną.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Hmm...Tyle, że za wdrożeniem takich bezwęglowo/naftowych technologii jest przemysł energetyczny. A przeciw największe państwa tego świata i równie wielkie koncerny naftowe.

 

BTW Ropa i węgiel wykorzystywane jako paliwo to niewyobrażalne marnotrawstwo. Z czego wnuki naszych wnuków będą produkować chociażby plastik czy też lekarstwa?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest macintosh

i co? Bill Gates jest opłacany, żeby nie zaczął wdrażać żadnych innowacji? i nie prowadził badań dla samej satysfakcji: nie wiem kogo może na to stać/ chociaż US ma kilkanascie bilionów pkb, więc może jednak kogoś...

nie twierdze, że Bill cos robi lub czegos nie robi, ale tak na zdrowy rozsądek: to nie chciałbyś zrobić psikusa tym wszystkim korporacjom, gdybyś miał okazję?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Naprawdę myslisz, że takie np. USA, uzależnione od transportu ropy z zewnątrz, są za tym, aby utrzymać ten stan rzeczy?!

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest macintosh

gdyby ropy nie było to niemiałby kto finansować terroryzmu, chyba, że (gwoli dzisiejszych teorii spiskowych) zależy na terroryźmie organizacjom wywiadowczym i korporacjom, żeby nakręcać konsumpcję...

http://kopalniawiedzy.pl/wiadomosc_6722.html

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest macintosh

sprzedają się płyty Dody, ale juz informacje o nowych technologiach poprawijących świat to przeżytek lat 90 : Michael Jackson przestał sie sprzedawać

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dlaczego nie korzysta się jeszcze z wodoru? Jest kilka powodów:

 

1. Koszt wprowadzenia technologii - bardzo ciężkie i astronomicznie drogie byłoby wprowadzenie naraz na masową skalę. Z kolei wprowadzanie "po kawałku" byłoby pozbawione większego sensu, bo z kolei do czasu upowszechnienia się technologii mało kto chciałby mieć wykorzystujące wodór urządzenie - przeciez nikt nie chciałby np. stanąć w szczerym polu samochodem, bo w okolicy nie było ani jednej stacji, która akurat miała wodór.

2. Transport. Każda ze znanych metod ma swoje wady: ciekły może wyciekać lub eksplodować, z kolei przechowywany pod postacią wodorków metali ma ogromną masę w przeliczeniu na ilość wodoru, podobnie biomasa.

3. Bezpieczeństwo, które ciągle może pozostawiać nieco do życzenia.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dlaczego nie korzysta się jeszcze z wodoru? Jest kilka powodów:

 

1. Koszt wprowadzenia technologii - bardzo ciężkie i astronomicznie drogie byłoby wprowadzenie naraz na masową skalę. Z kolei wprowadzanie "po kawałku" byłoby pozbawione większego sensu, bo z kolei do czasu upowszechnienia się technologii mało kto chciałby mieć wykorzystujące wodór urządzenie - przeciez nikt nie chciałby np. stanąć w szczerym polu samochodem, bo w okolicy nie było ani jednej stacji, która akurat miała wodór.

2. Transport. Każda ze znanych metod ma swoje wady: ciekły może wyciekać lub eksplodować, z kolei przechowywany pod postacią wodorków metali ma ogromną masę w przeliczeniu na ilość wodoru, podobnie biomasa.

3. Bezpieczeństwo, które ciągle może pozostawiać nieco do życzenia.

 

1. Właśnie ten koszt. Gdyby bardzo chciano Ziemię ratować, koszty nie miałby znaczenia. Ale żyjemy w kapitalistycznym świecie (głównie) (by ubiec Wasze pytania: nie jestem komunistą i wiem, że to co wypisuję to idealny przykład utopii)

 

2. i 3. A transport produktów ropopochodnych jest niby bezpieczny? Co chwila słyszymy o kolejnym wycieku x ton ropy z tankowca wpływającego na mieliznę. Tak samo jest z bakami samochodów i zapłonu benzyny czy ropy w wyniku wypadku.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest macintosh

1 - wolisz wydać na dziewczynę czy na paliwo, ew. nowa technologię?

2 i 3 - siedziałeś kiedyś na bombie wodorowej?

Share this post


Link to post
Share on other sites

1. Zgadzam się, że koszt teoretycznie nie powinien mieć znaczenia. Ale z drugiej strony wybudowanie od zera tak ogromnej infrastruktury to naprawdę gigantyczny wydatek, a firmy niestety muszą utrzymać płynność finansową, by funkcjonować. Masz naprawdę piękny pomysł, ale rzeczywiście, chyba troszeczkę utopijny ;) Szkoda

 

2. i 3. Ropa nie jest aż tak wybuchowa, jak wodór. Ryzyko masowego wycieku lepkiej i ciężkiej ropy jest też bez porównania mniejsze, niż dla gazu o najmniejszych w przyrodzie cząsteczkach. Ropa nie jest bezpieczna, ale na pewno jest bezpieczniejsza.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest macintosh

2 - można by zastosować jakąś przestrzeń superstatyczną i wodór w ryzach

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest macintosh

trochę silnych ferromagnetyków - niedużo, ale nie wiem czy na wodór by podziałało, no i wodór musiałby byc naładowany przeciwnym biegunem, więc coś stale musiałoby go ładować, niestety wodór nie jest żadnym ferro więc pomysł upadł;

ale gdyby wodór "dopływał" do granicy zbiornika, mógłby ulegać mikrowybuchom powstrzymujacym ciśnienie, czy konsekwencje grawitacji/siły ośrodkowej - jak na Słońcu(S to tyklo wodór, a nie rozsadziło nam układu słonecznego, bo zapda się pod swoja grawitacją- tak mi mówił nauczyciel fizyki w podstawówce)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ahh jaki świat były piękny, gdyby cywilizacja napotykając jakikolwiek problem zgłaszała się do naukowców zlecając im rozwiązanie go bez względu na koszty... Utopie są wspaniałe

Share this post


Link to post
Share on other sites

adinfinitum - takie rzeczy czasem się zdarzają. Niestety najczęściej wtedy, gdy chodzi o opracowanie nowej broni ;)

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
      Eksperci z Rocky Mountain Institute opublikowali raport, z którego dowiadujemy się, że koszty produkcji energii z węgla osiągnęły punkt zwrotny i obecnie energia ta na większości rynków przegrywa konkurencję cenową z energią ze źródeł odnawialnych. Z analiz wynika, że już w tej chwili koszty operacyjne około 39% wszystkich światowych elektrowni węglowych są wyższe niż koszty wybudowania od podstaw nowych źródeł energii odnawialnej.
      Sytuacja ekonomiczna węgla będzie błyskawicznie się pogarszała. Do roku 2025 już 73% elektrowni węglowych będzie droższych w utrzymaniu niż budowa zastępujących je odnawialnych źródeł energii. Autorzy raportu wyliczają, że gdyby nagle cały świat podjął decyzję o wyłączeniu wszystkich elektrowni węglowych i wybudowaniu w ich miejsce odnawialnych źródeł energii, to przeprowadzenie takiej operacji stanie się opłacalne już za dwa lata.
      Szybsze przejście od węgla do czystej energii jest w zasięgu ręki. W naszym raporcie pokazujemy, jak przeprowadzić taką zmianę, by z jednej strony odbiorcy energii zaoszczędzili pieniądze, a z drugiej strony, by pracownicy i społeczności żyjące obecnie z energii węglowej mogli czerpać korzyści z energetyki odnawialnej, mówi Paul Bodnar, dyrektor Rocky Mountain Institute.
      Autorzy raportu przeanalizowali sytuację ekonomiczną 2472 elektrowni węglowych na całym świecie. Wzięli też pod uwagę koszty wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych oraz jej przechowywania. Na podstawie tych danych byli w stanie ocenić opłacalność energetyki węglowej w 37 krajach na świecie, w których zainstalowane jest 95% całej światowej produkcji energii z węgla. Oszacowali też koszty zastąpienia zarówno nieopłacalnej obecnie, jak o opłacalnej, energetyki węglowej przez źródła odnawialne.
      Z raportu dowiadujmy się, że gdyby na skalę światową zastąpić nieopłacalne źródła energii z węgla źródłami odnawialnymi, to w bieżącym roku klienci na całym świecie zaoszczędziliby 39 miliardów USD, w 2022 roczne oszczędności sięgnęłyby 86 miliardów, a w roku 2025 wzrosłyby do 141 miliardów. Gdyby jednak do szacunków włączyć również opłacalne obecnie elektrownie węglowe, innymi słowy, gdybyśmy chcieli już teraz całkowicie zrezygnować z węgla, to tegoroczny koszt netto takiej operacji wyniósłby 116 miliardów USD. Tyle musiałby obecnie świat zapłacić, by już teraz zrezygnować z generowania energii elektrycznej z węgla. Jednak koszt ten błyskawicznie by się obniżał. W roku 2022 zmiana taka nic by nie kosztowała (to znaczy koszty i oszczędności by się zrównoważyły), a w roku 2025 odnieślibyśmy korzyści finansowe przekraczające 100 miliardów dolarów w skali globu.
      W Unii Europejskiej już w tej chwili nieopłacalnych jest 81% elektrowni węglowych. Innymi słowy, elektrownie te przeżywałyby kłopoty finansowe, gdyby nie otrzymywały dotacji z budżetu. Do roku 2025 wszystkie europejskie elektrownie węglowe będą przynosiły straty. W Chinach nieopłacalnych jest 43% elektrowni węglowych, a w ciągu najbliższych 5 lat nieopłacalnych będzie 94% elektrowni węglowych. W Indiach zaś trzeba dopłacać obecnie do 17% elektrowni, a w roku 2025 nieopłacalnych będzie 85% elektrowni.
      Co ważne, w swoich wyliczeniach dotyczących opłacalności elektrowni węglowych analitycy nie brali pod uwagę zdrowotnych i środowiskowych kosztów spalania węgla.
      Energia węglowa szybko staje się nieopłacalna i to nie uwzględniając kosztów związanych z prawem do emisji i regulacjami odnośnie zanieczyszczeń powietrza. Zamknięcie elektrowni węglowych i zastąpienie ich tańszymi alternatywami nie tylko pozwoli zaoszczędzić pieniądze konsumentów i podatników, ale może też odegrać znaczną rolę w wychodzeniu gospodarki z kryzysu po pandemii, mówi Matt Gray stojący na czele Carbon Tracker Initiative.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na Uniwersytecie w Glasgow po raz pierwszy eksperymentalnie potwierdzono teorię dotyczącą pozyskiwania energii z czarnych dziur. W 1969 roku wybitny fizyk Roger Penrose stwierdził, że można wygenerować energię opuszczając obiekt do ergosfery czarnej dziury. Ergosfera to zewnętrzna część horyzontu zdarzeń. Znajdujący się tam obiekt musiałby poruszać się szybciej od prędkości światła, by utrzymać się w miejscu.
      Penrose przewidywał, że w tym niezwykłym miejscu w przestrzeni obiekt nabyłby ujemną energię. Zrzucając tam obiekt i dzieląc go na dwie części tak, że jedna z nich wpadnie do czarnej dziury, a druga zostanie odzyskana, spowodujemy odrzut, który będzie mierzony wielkością utraconej energii negatywnej, a to oznacza, że odzyskana część przedmiotu zyska energię pobraną z obrotu czarnej dziury. Jak przewidywał Penrose, trudności inżynieryjne związane z przeprowadzeniem tego procesu są tak wielkie, że mogłaby tego dokonać jedynie bardzo zaawansowana obca cywilizacja.
      Dwa lata później znany radziecki fizyk Jakow Zeldowicz uznał, że teorię tę można przetestować w prostszy, dostępny na Ziemi sposób. Stwierdził, że „skręcone” fale światła uderzające o powierzchnię obracającego się z odpowiednią prędkością cylindra zostaną odbite i przejmą od cylindra dodatkową energię. Jednak przeprowadzenie takiego eksperymentu było, i ciągle jest, niemożliwe ze względów inżynieryjnych. Zeldowicz obliczał bowiem, że cylinder musiałby poruszać się z prędkością co najmniej miliarda obrotów na sekundę.
      Teraz naukowcy z Wydziału Fizyki i Astronomii University of Glasgow opracowali sposób na sprawdzenie teorii Penrose'a. Wykorzystali przy tym zmodyfikowany pomysł Zeldowicza i zamiast "skręconych" fal światła użyli dźwięku, źródła o znacznie niższej częstotliwości, i łatwiejszego do użycia w laboratorium.
      Na łamach Nature Physics Brytyjczycy opisali, jak wykorzystali zestaw głośników do uzyskania fal dźwiękowych, skręconych na podobieństwo fal świetlnych w pomyśle Zeldowicza. Dźwięk został skierowany w stronę obracającego się piankowego dysku, który go absorbował. Za dyskiem umieszczono zestaw mikrofonów, które rejestrowały dźwięk przechodzący przez dysk, którego prędkość obrotowa była stopniowo zwiększana.
      Naukowcy stwierdzili, że jeśli teoria Penrose'a jest prawdziwa, to powinni odnotować znaczącą zmianę w częstotliwości i amplitudzie dźwięku przechodzącego przez dysk. Zmiana taka powinna zajść w wyniku efektu Dopplera.
      Z liniową wersją efektu Dopplera wszyscy się zetknęli słysząc syrenę karetki pogotowia, której ton wydaje się rosnąć w miarę zbliżania się pojazdu i obniżać, gdy się on oddala. Jest to spowodowane faktem, że gdy pojazd się zbliża, fale dźwiękowe docierają do nas coraz częściej, a gdy się oddala, słyszymy je coraz rzadziej. Obrotowy efekt Dopplera działa podobnie, jednak jest on ograniczony do okrągłej przestrzeni. Skręcone fale dźwiękowe zmieniają ton gdy są mierzone z punktu widzenia obracającej się powierzchni. Gdy powierzchnia ta obraca się odpowiednio szybko z częstotliwością dźwięku dzieje się coś dziwnego – przechodzi z częstotliwości dodatniej do ujemnej, a czyniąc to pobiera nieco energii z obrotu powierzchni, wyjaśnia doktorantka Marion Cromb, główna autorka artykułu.
      W miarę jak rosła prędkość obrotowa obracającego się dysku, ton dźwięku stawał się coraz niższy, aż w końcu nie było go słychać. Później znowu zaczął rosnąć, aż do momentu, gdy miał tę samą wysokość co wcześniej, ale był głośniejszy. Jego amplituda była o nawet 30% większa niż amplituda dźwięku wydobywającego się z głośników.
      To co usłyszeliśmy podczas naszych eksperymentów było niesamowite. Najpierw, w wyniku działania efektu Dopplera częstotliwość fal dźwiękowych zmniejszała się w miarę zwiększania prędkości obrotowej dysku i spadła do zera. Później znowu pojawił się dźwięk. Stało się tak, gdyż doszło do zmiany częstotliwości fal z dodatniej na ujemną. Te fale o ujemnej częstotliwości były w stanie pozyskać część energii z obracającego się dysku i stały się głośniejsze. Zaszło zjawisko, które Zeldowicz przewidział w 1971 roku, dodaje Cromb.
      Współautor badań, profesor Daniele Faccio, stwierdza: jesteśmy niesamowicie podekscytowani faktem, że mogliśmy eksperymentalnie potwierdzić jedną z najdziwniejszych hipotez fizycznych pół wieku po jej ogłoszeniu. I że mogliśmy potwierdzić teorię dotyczącą kosmosu w naszym laboratorium w zachodniej Szkocji. Sądzimy, że otwiera to drogę do kolejnych badań. W przyszłości chcielibyśmy badać ten efekt za pomocą różnych źródeł fal elektromagnetycznych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Często i mało, czy rzadko, ale do syta? Gdyby chodziło o dietę, większość specjalistów postawiłaby na odpowiedź 1, ale w przypadku magazynowania energii jest odwrotnie. Okazuje się, że więcej można jej zmieścić ładując rzadko, ale do pełna.Taki przynajmniej wniosek płynie z badań przeprowadzonych przez zespół naukowców IChF PAN.
      Doświadczenia dotyczyły co prawda wyidealizowanych, dwuwymiarowych układów sieciowych, ale w końcu zasada to zasada. Dr Anna Maciołek, jedna z autorów pracy opublikowanej w Physical Review opisuje ją tak: Chcieliśmy zbadać, jak zmienia się sposób magazynowania energii w układzie,  gdy  pompujemy  do  niego  energię  w  postaci  ciepła,  innymi  słowy – lokalnie  go podgrzewamy.
      Wiadomo,  że ciepło  w  układach  się  rozprzestrzenia, dyfunduje.  Ale czy na gromadzenie energii ma wpływ sposób jej dostarczania; fachowo mówiąc „geometria podawania”? Czy ma znaczenie, że podajemy dużo energii w krótkim czasie i potem długo nic, i znowu dużo energii, czy też gdy podajemy malutkie porcje  tej energii, ale za to jedna po drugiej, niemal bez przerw?
      Cykliczne podawanie energii jest bardzo powszechne w naturze. Sami dostarczamy jej sobie w ten sposób, jedząc. Tę samą liczbę kalorii można dostarczyć w jednej lub dwóch dużych porcjach zjadanych w ciągu doby, albo rozbić ją na 5-7 mniejszych posiłków, między którymi są krótsze przerwy. Naukowcy wciąż się spierają, który  sposób jest dla organizmu lepszy. Jeśli jednak  chodzi o dwuwymiarowe układy sieciowe, to już wiadomo, że pod względem efektywności magazynowania wygrywa metoda „rzadko a dużo”.
      Zauważyliśmy, że w zależności od tego, w jakich porcjach i jak często podajemy energię, ilość, jaką układ potrafi zmagazynować, zmienia się. Największa jest wtedy, gdy porcje energii są duże, ale odstępy czasowe między ich podaniem też są długie, wyjaśnia Yirui Zhang, doktorantka w IChF PAN. Co ciekawe, okazuje się, że gdy taki układ magazynujący podzielimy wewnętrznie na swego rodzaju przedziały, czy też komory, to ilość energii możliwej do zmagazynowania w takim podzielonym ‘akumulatorze’ – o ile bylibyśmy go w stanie skonstruować – wzrośnie. Innymi słowy, trzy małe baterie zmagazynują więcej energii niż jedna duża, precyzuje badaczka. Wszystko to przy założeniu, że całkowita ilość wkładanej do układu energii jest taka sama, zmienia się tylko sposób jej dostarczania.
      Choć badania prowadzone przez zespół IChF PAN należą do podstawowych i ukazują po prostu fundamentalną  zasadę  rządzącą magazynowaniem energii w magnetykach, ich potencjalne zastosowania  są  nie do  przecenienia.  Wyobraźmy  sobie  np.  możliwość  ładowania  baterii elektrycznego samochodu nie w kilka godzin, lecz w kilkanaście minut albo znaczące zwiększenie pojemności  takich  akumulatorów  bez  zmiany  ich  objętości,  czyli  wydłużenie  zasięgu  auta  na jednym ładowaniu.  Nowe  odkrycie  może  też  w  przyszłości  zmienić  sposoby  ładowania  baterii różnego typu poprzez ustalenie optymalnej periodyczności dostarczania do nich energii

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jednym ze sposobów na pozyskiwanie odnawialnej energii jest wykorzystanie różnicy chemicznych pomiędzy słodką i słoną wodą. Jeśli naukowcom uda się opracować metodę skalowania stworzonej przez siebie technologii, będą mogli dostarczyć olbrzymią ilość energii milionom ludzi mieszkających w okolica ujścia rzek do mórz i oceanów.
      Każdego roku rzeki na całym świecie zrzucają do oceanów około 37 000 km3 wody. Teoretycznie można tutaj pozyskać 2,6 terawata, czyli mniej więcej tyle, ile wynosi produkcja 2000 elektrowni atomowych.
      Istnieje kilka metod generowania energii z różnicy pomiędzy słodką a słoną wodą. Wszystkie one korzystają z faktu, że sole złożone są z jonów. W ciałach stałych ładunki dodatnie i ujemne przyciągają się i łączą. Na przykład sól stołowa złożona jest z dodatnio naładowanych jonów sodu połączonych z ujemnie naładowanymi jonami chloru. W wodzie jony takie mogą się od siebie odłączać i poruszać niezależnie.
      Jeśli po dwóch stronach półprzepuszczalnej membrany umieścimy wodę z dodatnio i ujemnie naładowanymi jonami, elektrony będą przemieszczały się od części ujemnie naładowanej do części ze znakiem dodatnim. Uzyskamy w ten sposób prąd.
      W 2013 roku francuscy naukowcy wykorzystali ceramiczną błonę z azotku krzemu, w którym nawiercili otwór, a w jego wnętrzu umieścili nanorurkę borowo-azotkową (BNNT). Nanorurki te mają silny ujemny ładunek, dlatego też Francuzi sądzili, że ujemnie naładowane jony nie przenikną przez otwór. Mieli rację. Gdy po obu stronach błony umieszczono słoną i słodką wodę, przez otwór przemieszczały się niemal wyłącznie jony dodatnie.
      Nierównowaga ładunków po obu stronach membrany była tak duża, że naukowcy obliczyli, iż jeden metr kwadratowy membrany, zawierający miliony otworów na cm2 wygeneruje 30 MWh/rok. To wystarczy, by zasilić nawet 12 polskich gospodarstw domowych.
      Problem jednak w tym, że wówczas stworzenie nawet niewielkiej membrany tego typu było niemożliwe. Nikt bowiem nie wiedział, w jaki sposób ułożyć długie nanorurki borowo-azotkowe prostopadle do membrany.
      Przed kilkoma dniami, podczas spotkania Materials Research Society wystąpił Semih Cetindag, doktorant w laboratorium Jerry'ego Wei-Jena na Rutgers University i poinformował, że jego zespołowi udało się opracować odpowiednią technologię. Nanorurki można kupić na rynku. Następnie naukowcy dodają je do polimerowego prekursora, który jest nanoszony na membranę o grubości 6,5 mikrometrów. Naukowcy chcieli wykorzystać pole magnetyczne do odpowiedniego ustawienia nanorurek, jednak BNNT nie mają właściwości magnetycznych.
      Cetindag i jego zespół pokryli więc ujemnie naładowane nanorurki powłoką o ładunku dodatnim. Wykorzystane w tym celu molekuły są zbyt duże, by zmieścić się wewnątrz nanorurek, zatem BNNT pozostają otwarte. Następnie do całości dodano ujemnie naładowane cząstki tlenku żelaza, które przyczepiły się do pokrycia nanorurek. Gdy w obecności tak przygotowanych BNNT włączono pole magnetyczne, można było manewrować nanorurkami znajdującymi się w polimerowym prekursorze nałożonym na membranę.  Później za pomocą światła UV polimer został utwardzony. Na koniec za pomocą strumienia plazmy zdjęto z obu stron membrany cienką warstwę, by upewnić się, że nanorurki są z obu końców otwarte. W ten sposób uzyskano membranę z 10 milionami BNNT na każdy centymetr kwadratowy.
      Gdy taką membranę umieszczono następnie pomiędzy słoną a słodką wodą, uzyskano 8000 razy więcej mocy na daną powierzchnię niż podczas eksperymentów prowadzonych przez Francuzów. Shan mówi, że tak wielki przyrost mocy może wynikać z faktu, że jego zespół wykorzystał węższe nanorurki, zatem mogły one lepiej segregować ujemnie naładowane jony.
      Co więcej, uczeni sądzą, że membrana może działać jeszcze lepiej. Nie wykorzystaliśmy jej pełnego potencjału. W rzeczywistości tylko 2% BNNT jest otwartych z obu stron, mówi Cetindag. Naukowcy pracują teraz nad zwiększeniem odsetka nanorurek otwartych z obu stron membrany.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wiadomo, że utrzymywanie odpowiedniego poziomu cukru we krwi pomaga w zarządzaniu cukrzycą lub w jej uniknięciu. Nowe badania przeprowadzone na University of Texas w Dallas sugerują, że niski poziom cukru we krwi pomaga w kontrolowaniu nowotworów
      W najnowszym numerze Cell Reports czytamy, że naukowcy ograniczyli glukozę u myszy z nowotworem płuc. Osiągnięto to trzymając zwierzęta na diecie ketogenicznej, która zawiera bardzo mało cukru, oraz podając im lek przeciwcukrzycowy zapobiegający reabsorpcji glukozy z nerek.
      Połączenie diety ketogenicznej i leku powstrzymało wzrost guzów raka płaskonabłonkowego płuca, informuje doktor Jung-Whan Kim. Działania te nie spowodowały zmniejszenia się guzów, ale uniemożliwiły dalszy ich wzrost, co sugeruje, że ten typ nowotworu może być wrażliwy na ograniczenie glukozy. Naukowcy od dawna podejrzewają, że wiele nowotworów może być silnie zależnych od dostaw glukozy, ale Kim i jego koledzy wykazali, że rak płaskonabłonkowy płuca jest znacznie bardziej wrażliwy na niski poziom glukozy.
      Naszym głównym odkryciem jest stwierdzenie, że już sama dieta ketogeniczna w pewnym stopniu powstrzymuje rozwój tego nowotworu. Gdy połączyliśmy ją z lekiem przeciwcukrzycowym i chemioterapią skutki były jeszcze lepsze, stwierdza Kim. Uczony zastrzega jednak, że uzyskanych wyników nie można generalizować na wszystkie typy nowotworów, gdyż jego zespół zauważył, że ograniczenie glukozy nie miało żadnego wpływu na raki niepłaskonabłonkowe.
      Naukowcy przeanalizowali też poziom glukozy u 192 pacjentów cierpiących na płaskonabłonkowego raka płuca lub płaskonabłonkowego raka przełyku oraz 120 pacjentów cierpiących na gruczolakoraka. Żaden z pacjentów nie miał zdiagnozowanej cukrzycy.
      Ku naszemu zaskoczeniu znaleźliśmy silną korelację pomiędzy wyższym poziomem glukozy we krwi a mniejszym odsetkiem pacjentów, którzy przeżyli raki płaskonabłonkowe. Nie zauważyliśmy takiej korelacji u pacjentów z gruczolakorakiem. To ważna obserwacja, która sugeruje, że warto zbadać potencjalny wpływ ograniczenia glukozy na rokowania pacjentów z rakiem płaskonabłonkowym, mówi Kim.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...