Efektywna geotermia
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Rozpad radioaktywny jest odpowiedzialny za około połowę energii cieplnej z wnętrza Ziemi. To sugeruje, że pozostała jej część pochodzi z czasów, gdy nasza planeta się formowała.
Szacuje się, że Ziemia wypromieniowuje około 174 petawatów (1015) energii. Większość z niej to energia, którą otrzymała ze Słońca. Jednak około 44 terawatów (1012) to energia geotermalna.
Obliczeń dokonali naukowcy pracujący z wykrywaczem KamLAND (Kamioka Liquid Scintillator Antineutrino-Detector), który zbudowano do badań antyneutrin powstających w reaktorach atomowych. KamLAND rejestruje też geoneutrina, czyli neutrina powstające w Ziemi wskutek rozpadu uranu-238 oraz toru-232. To właśnie geoneutrina pozwoliły uczonym na oszacowanie ilości energii, która tworzy się we wnętrzu planety wskutek rozpadu radioaktywnego.
Eksperci zauważają, że przeprowadzenie podobnych badań w innych wykrywaczach neutrin pozwoli na dokładniejsze zbadanie budowy wnętrza Ziemi, szczególnie jego składu chemicznego oraz ruchów płyt tektonicznych. Jeśli będziemy dysponowali danymi z różnych lokalizacji, to będziemy mogli ocenić grubość płaszcza, gdyż przepływ geoneutrin ściśle od niego zależy - mówi Itaru Shimzu, jeden z głównych specjalistów KamLAND.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
O tym, że obecne w atmosferze pyły mają wpływ na powstawanie opadów atmosferycznych, wiadomo od dawna. Próbowano również tę wiedzę wykorzystać praktycznie do wywoływania deszczu i neutralizacji chmur burzowych. Niestety, wiedza ta była skąpa i niepewna a próby praktycznego wykorzystania mało efektywne. Wyniki szeroko zakrojonych, czternastoletnich badań finansowanych przez Departament Energii USA pozwoliły na dokładne określenie związku pomiędzy rozmiarem drobin a prawdopodobieństwem wywołania opadów.
Drobiny unoszące się w atmosferze (a dokładniej troposferze) - pyły przemysłowe, mikroskopijne ziarnka piasku, pyłki roślin, etc - służą za jądra kondensacji, czyli ośrodki tworzenia się kropel wody i kryształków lodu. Ponieważ to zjawisko kondensacji odpowiedzialne jest za opady atmosferyczne, znaczenia zwykłego „kurzu" nie można przecenić. Stąd taki rozmach i fundusze stojące za badaniami wykonanymi w Pacific Northwest National Laboratory (PNNL, państwowe laboratoria należące do Departamentu Energii). Przez czternaście lat pobierano próbki atmosfery w terenie (wliczając w to użycie samolotów) w wielu punktach globu i różnych klimatach, od południowoamerykańskich lasów deszczowych po krąg polarny. Danych cyfrowych funkcjonowania jąder kondensacji dostarczyła specjalna komora badawcza (Continuous Flow Diffusion Chamber) na Colorado State University. Efektem jest nowa, sto razy pewniejsza i bardziej precyzyjna, metoda przewidywania ilości jąder kondensacji w chmurach w różnych warunkach: temperatury, wilgotności, w zależności od emisji różnego rodzaju pyłów z powierzchni ziemi. W prowadzonych dawniej obliczeniach zakładano aż dziesięciokrotnie zawyżoną liczbę drobin o średnicy powyżej 0,5 µm, związanych z ilością jąder kondensacji. Opracowane na podstawie tych danych nowe modele pozwolą na lepsze przewidywanie pogody i zrozumienie funkcjonowania klimatu.
Trwają badania prowadzone wspólne z biologami, mające skatalogować źródła emisji pyłowych: pyłki roślin, drobiny gleby wywiewane przez wiatry, ich rozmiar w zależności od miejsca, pory roku, itd. Nowo założone w PNNL Laboratorium Pomiarów Atmosferycznych (Atmospheric Measurement Laboratory), wyposażone w nowoczesną komorę do badań zjawiska kondensacji pozwoli zbadać kondensację na sztucznych chmurach i na drobinach różnego pochodzenia w kontrolowanych warunkach.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Zespół doktora Willa Castelmana z Pacific Northwest National Laboratory odkrył grupy atomów, które naśladują właściwości innych pierwiastków. Naukowcy nazwali te grupy "superatomami". Zachowują się one jak pojedyncze atomy innych pierwiastków. Superatomy mogą posłużyć do tworzenia nowych materiałów, które będą tańszymi i skuteczniejszymi katalizatorami w procesach chemicznych.
Castelman wraz z zespołem wykazali, że pewne kombinacje atomów charakteryzują się takim ustawieniem elektronów, które imituje ustawienie innych pierwiastków. Dowiedziono przy okazji, że by przewidzieć, jakie pierwiastki mogą się naśladować, wystarczy rzucić okiem na tablicę okresową.
Pracę rozpoczęliśmy z tlenkiem tytanu i zauważyliśmy, że TiO jest izoelektronowy (czyli ma bardzo podobną konfiguracją elektroniczną) z niklem. Zdziwiło nas to, ponieważ TiO zachowywał się jak nikiel. Myśleliśmy, że to przypadek - mówi Castelman. Uczeni postanowiliśmy przyjrzeć się innym materiałom i odkryli, że tlenek cyrkonu jest izolelektronikiem do palladu, podobnie zresztą jak węglik wolframu.
Okazało się też, że wystarczy tablica okresowa i nieco arytmetyki, by określić, jak będzie wyglądało podobieństwo pierwiastków. Na przykład tytan ma cztery elektrony na zewnętrznej powłoce, a tlen atomowy ma ich sześć. Wystarczy zatem w tablicy okresowej obliczyć sześć pierwiastków w prawo od tytanu, by trafić na nikiel, który jest izoelektronowy do tlenku tytanu. Na razie schemat ten sprawdził się w przypadku niektórych metali przejściowych. Nie wiadomo, czy jest on ważny dla całej tablicy.
Można zadać sobie pytanie, po co szukać zastępników dla istniejących materiałów. Odpowiedzią może być np. cena. Pallad, który jest katalizatorem w silnikach odrzutowych kosztuje 100 USD za gram. Tlenek cyrkonu, który może go zastąpić, kosztuje 0,02 USD za gram. Jest zatem 5000 razy tańszy.
Inny powód to chęć uzyskania jakiegoś materiału o właściwościach innych niż typowe dla niego.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
EGS (Enhaced Geothermal Systems), jedna z alternatywnych metod produkcji energii, jest tak obiecująca, że w badania nad nią postanowił zainwestować Google.
Zwykle mówiąc o alternatywnych źródła energii zapomina się o energii geotermalnej. Zapewne dlatego, że przyzwyczailiśmy się, iż można ją pozyskiwać w niewielu miejscach na planecie. Jednak system EGS daje nadzieję, że odpowiednie instalacje będą mogły powstawać w praktycznie dowolnym miejscu globu.
Enhaced Geothermal Systems korzysta z faktu, że na głębokości kilku kilometrów pod powierzchnią Ziemi znajdują się gorące skały. Pomysł polega na wykonaniu odwiertów i pompowaniu zimnej wody pod dużym ciśnieniem. Jej temperatura oraz samo ciśnienie doprowadzi do spękania skał i pozwoli wodzie w nie wniknąć. Tam zostaje ona ogrzana i jest wypompowywana. W miarę zbliżania się do powierzchni zmniejsza się ciśnienie, uwalniana jest para wodna, która napędza turbinę produkującą prąd elektryczny. Woda krąży w obiegu zamkniętym, można ją wielokrotnie wykorzystać. Potencjał nowej technologii jest olbrzymi. Naukowcy z MIT obliczają, że 2-3% energii znajdującej się w skałach USA położonych na głębokości 3-10 kilometrów zapewniałoby rocznie o 2500 razy więcej energii niż potrzebują USA. Innymi słowy EGS może zapewnić całemu światu energię na najbliższe tysiąclecia. Bardzo istotny jest fakt, że energia ta dostępna jest przez 24 godziny na dobę w każdym punkcie globu. Nic więc dziwnego, że w Australii, USA, Niemczech czy Francji działają już prototypowe instalacje EGS.
Technologia musiała spodobać się menedżerom Google'a, którzy postanowili dofinansować badania nad EGS. Firma AltaRock Energy otrzymała 6,25 miliona dolarów na budowę instalacji EGS, a do przedsiębiorstwa Potter Drilling Inc. trafiły 4 miliony, które będą przeznaczone na rozwój nowych technologii wierceń w głęboko położonych twardych skałach. Ponadto Google przyznało Southern Methodist University Geothermal Lab grant w wysokości niemal pół miliona dolarów na stworzenie geotermalnych map Ameryki.
Poniżej można obejrzeć animację przedstawiającą działanie australijskiej instalacji EGS.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.