رویای صد ساله برای تولید برق از هوا محقق شد
تاریخ انتشار: ۴ دی ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۶۹۷۰۵۸
تعداد محدودی از منابع انرژی تجدیدپذیر که باعث دور شدن اتحادیه اروپا از سوخت های فسیلی می شود و این پروژه CATCHER است که هدف آن گسترش ترکیب انرژی پاک از طریق تبدیل رطوبت جو به الکتریسیته است.
خبرگزاری برنا- گروه علمی و فناوری؛ جو زمین با الکتریسیته شارژ می شود که نشان دهنده یک منبع انرژی تجدیدپذیر بالقوه برای کمک به کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی است.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمیشوند!
رویای قدیمی
این تکنیک شامل برداشت بارهای کوچک الکتریسیته ساکن موجود در مولکولهای گازی آب است که در همه جا در جو وجود دارند. این فرآیند به عنوان هیگروالکتریسیته یا الکتریسیته رطوبتی شناخته می شود. مدیر اجرایی این استارت آپ ، گفت: با این منبع انرژی تجدیدپذیر جدید، ما معتقدیم که کارایی و امکانات انتقال انرژی سبز را به شدت افزایش خواهیم داد. در اوایل دهه 1900، نیکولا تسلا مخترع صربستانی-آمریکایی رویای به کارگیری انرژی از هوا را داشت. او یک سری آزمایش انجام داد تا بارهای الکتریکی جو را بگیرد و آنها را به جریان الکتریکی تبدیل کند. از زمان تسلا، دانشمندان اطلاعات بیشتری در مورد چگونگی تشکیل و آزاد شدن الکتریسیته در اتمسفر کسب کردند و کشف کردند که بخار آب میتواند بار الکتریکی حمل کند.
این دانش می تواند برای اتحادیه اروپا که حدود 22 درصد انرژی خود را از انرژی های تجدیدپذیر تامین می کند، تقویت کننده باشد. این دانش در مسیری است که هدف پایان دهه برای چنین منابعی را که شامل انرژی آبی نیز میشود، تا 45 درصد افزایش دهد. اما برای اینکه اروپا تا سال 2050 نسبت به آب و هوا خنثی شود، انرژیهای تجدیدپذیر باید نقش مهمتری ایفا کنند و برق آبی گزینههای بیشتری را در اختیار اتحادیه اروپا قرار میدهد، زیرا به دنبال کنار گذاشتن نفت، گاز طبیعی و زغالسنگ است.
تکنولوژی جدید
پروژه CATCHER هشت شریک از شش کشور در اروپا را گرد هم می آورد تا این امکان را بررسی کنند. در حالی که ایده کلی ممکن است یکسان باشد، فناوری خاص مورد استفاده توسط CATCHER بسیار متفاوت از تسلا است. این پروژه از سلولهای پانلمانند ساخته شده از اکسید زیرکونیوم - یک ماده کریستالی سخت - برای جذب انرژی از رطوبت جو استفاده میکند. اکسید زیرکونیوم یک ماده سرامیکی است که به طور گسترده برای مواردی مانند ایمپلنت های دندانی، مواد پیشرفته شیشه مانند، لوازم الکترونیکی و روکش میله های سوخت هسته ای استفاده می شود.
هفت سال پیش، محققان هنگام کاوش در خواص نانومواد ساخته شده از اکسید زیرکونیوم، شواهدی از رطوبت الکتریسیته را مشاهده کردند. محققان اکنون در نقطه ای هستند که یک صفحه 8 در 5 سانتی متری از مواد آنها می تواند حدود 0.9 ولت در آزمایشگاهی با رطوبت حدود 50 درصد تولید کند. این با توان خروجی نصف یک باتری AA قابل مقایسه است. این تیم در تلاش برای کارآمدتر کردن مواد هیگروالکتریک خود انتظار دارد که پس از تکمیل، سلولها بتوانند همان مقدار برق را به اندازه سلولهای فتوولتائیک با اندازه مشابه برداشت کنند. محققان همچنین بر این باورند که سلولها به شیوهای مشابه با پنلهای خورشیدی - چه به عنوان مزارع برق در مقیاس بزرگ و چه به عنوان منبع انرژی برای ساختمانهای جداگانه، مستقر خواهند شد.
حالت های ثابت
این سلولها با تولید نانوذرات بسیار کوچک و یکنواخت از اکسید زیرکونیوم و سپس فشردهکردن آنها به ورقهای از مواد با ساختاری مشابه شامل مجموعهای از کانالها یا مویرگها ایجاد میشوند. گفته میشود این نانوساختار میدانهای الکتریکی در داخل مویرگها ایجاد میکند که بار را از مولکولهای آب جذبشده از جو جدا میکند. درنتیجه مجموعه ای از فرآیندهای فیزیکوشیمیایی، فیزیکی و الکتروفیزیکی است که انرژی الکتریکی را جذب می کند. از یک جهت، فناوری جدید مزیتی نسبت به انرژی خورشیدی و بادی خواهد داشت. در حالی که پانلها و توربینها باید برای جذب در معرض نور خورشید و باد قرار گیرند، سلولهای هیگروالکتریسیته نیازی به قرارگیری خاصی ندارند زیرا تغییرات کمی در سطوح رطوبت محلی وجود دارد.
محلول سقف
این مادر و پسر محقق پروژه SSHARE را هماهنگ میکنند، پروژهای که روی یک برنامه کاربردی واقعی با ترکیب سلولهای برقآب در سیستم گرمایش و سرمایش کار میکند. آنها قصد دارند هر دو فناوری را ترکیب کرده و در آنها به خودکفایی برسند. سیستم گرمایش و سرمایش مبتنی بر یک صفحه تابشی پیشرفته است که می تواند در سقف اتاق نصب شود. لولههای آب سوراخدار از بالای پنل عبور میکنند و به آن آب گرم یا سرد میدهند، بسته به اینکه هدف آن گرم کردن یا خنک کردن اتاق باشد. سپس این پنل گرما را به داخل اتاق میفرستد یا گرما را از آن جذب می کند. این سیستم باید بتواند پمپ هایی را که آب را با استفاده از هیگروالکتریک تولید شده از عبور بخار آب به داخل و خارج از پنل به گردش در می آورند، تغذیه کند. به گفته محققان، سیستم گرمایش خودکفا نشان می دهد که چگونه برق آبی می تواند به انتقال انرژی خالص به صفر کمک کند.
انتهای پیام/
آیا این خبر مفید بود؟نتیجه بر اساس رای موافق و رای مخالف
منبع: خبرگزاری برنا
کلیدواژه: انرژی برق علم و فناوری نانو هوا تسلا انرژی تجدیدپذیر اتحادیه اروپا سلول ها
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را بهطور اتوماتیک از وبسایت www.borna.news دریافت کردهاست، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری برنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۶۹۷۰۵۸ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتیکه در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
دردسرهای افزایش بیش از حد انرژیهای تجدیدپذیر برای آینده
بهرهوری انرژی برای آیندهای پایدار حیاتی است، با این حال افزایش بیش از حد استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر بدون وجود زیرساختهای کارآمد و مدیریت مصرف، جهان را با مشکلات بسیار مواجه میکند.
به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، اتلاف انرژی یک مشکل بزرگ است و حدود سهچهارم انرژی جهانی به دلیل سیستمها یا زیرساختهای ناکارآمد و رفتارهای مصرف نادرست هدر میرود. بهرهوری انرژی اغلب به نفع افزایش ظرفیت انرژی تجدیدپذیر نادیده گرفته میشود، حال آنکه بهبود آن و کاهش اتلاف انرژی میتواند انتشار کربن را پایین آورد، در هزینهها صرفهجویی کند و بار تولید انرژی سبز را کاهش دهد. از آنجا که دولتها بر توسعه ظرفیت انرژیهای تجدیدپذیر خود تمرکز میکنند، بسیاری از آنها یک عنصر حیاتی برای تقویت امنیت انرژی پاک یعنی مدیریت زبالههای انرژی را نادیده میگیرند.
دردسرهای افزایش اتکا به انرژیهای تجدیدپذیرکشورها در سراسر جهان باید سیستمهای موجود خود را اصلاح کنند تا اطمینان حاصل شود که انرژی در حملونقل و استفاده از بین نمیرود و شبکههای برق آماده پذیرایی از پروژههای انرژی پاک جدید میشوند که انتظار میرود طی دهههای آینده ارائه شوند.
این توسعه نیازمند تمرکز بیشتر بر کاهش اتلاف انرژی به جای افزایش ظرفیت انرژی تجدیدپذیر است، زیرا جایگزینی انرژیهای فسیلی با انرژیهای تجدیدپذیر بدون توجه به کارآمدی و کاهش مصرف در عمل بیفایده خواهد بود. یکی از موارد مشکلساز در این زمینه برای اروپا، عرضه بیش از حد پنلهای خورشیدی از چین بهدنبال افزایش اهداف ظرفیت انرژی خورشیدی خود توسط دولتها است.
چین در تولید مقادیر زیادی پنل با هزینه کم بسیار موفق بوده است. این امر به تولید بسیار کمتر پنلهای خورشیدی در مناطق گرانتر مانند اروپا و اتکای بیشتر به چین برای تهیه پنلهای خورشیدی در سراسر جهان منجر شده و رقابت تولیدکنندگان داخلی را با مشکل مواجه کرده است. به این ترتیب دولتها به فکر وضع تعرفههایی بر صادرات انرژیهای تجدیدپذیر چین هستند که به زودی به ایالات متحده نیز راه پیدا خواهد کرد.
انتظار میرود چین مقادیر زیادی پنلهای خورشیدی را به کشورهای سراسر جهان بفروشد و به آنها امکان توسعه پروژههای انرژی خورشیدی کمهزینه را بدهد. این امر نشاندهنده پیشرفت چشمگیر در فناوری انرژی خورشیدی است، با این حال میتواند منجر به اتکای بیش از حد به افزایش ظرفیت به جای بهبود کارایی در تمام منابع انرژی و کاهش مصرف انرژی شود.
بهرهوری انرژی از لحاظ تاریخی بیشترین سهم را در کاهش گازهای گلخانهای به ارمغان آورده است. معرفی مجدد آن برای عصر انرژیهای تجدیدپذیر و دستیابی به اهداف کربنصفر خالص تا سال ۲۰۵۰، بشر را قادر میسازد تا به این روند ادامه دهد.
برخورداری از شانس مبارزه با تغییرات آبوهوایی و پایبندی به توافقنامه پاریس در سال ۲۰۱۵ برای رسیدن به هدف کربنصفر خالص و حفظ گرمایش جهانی به زیر ۱.۵ درجه سانتیگراد، نیازمند بهرهوری انرژی است. بهرهوری انرژی میتواند یکسوم صرفهجویی کربن مورد نیاز را تا رسیدن به کربنصفر خالص تأمین کند و با برقرسانی هرچه بیشتر سیستم انرژی خود، ایجاد انعطافپذیری در عرضه، تقاضا و ذخیرهسازی انرژی و استفاده مجدد از گرمای اتلافشده، کارایی انرژی را افزایش میدهد.
بهرهوری انرژی در اروپامهندسی سیستم انرژی آینده نشان میدهد که اتحادیه اروپا و بریتانیا ممکن است بتوانند با به حداکثر رساندن پتانسیل تقاضا، هزینههای اجتماعی سالانه ۱۱.۲ میلیارد دلاری را تا سال ۲۰۳۰ و ۱۶.۶ میلیارد دلاری را تا سال ۲۰۵۰ کاهش دهند. این انعطافپذیری به این مناطق کمک میکند تا انتشار گاز کربندیاکسید خود را تا حدود ۴۰ میلیون تن کاهش دهند و تولید برق از گاز طبیعی را به میزان ۱۰۶ تراوات ساعت یا حدود یکپنجم مصرف گاز طبیعی اتحادیه اروپا برای تولید برق نسبت به سال ۲۰۲۲ کاهش دهد. انتقال از سوختهای فسیلی به یک سیستم کاملاً الکتریکی میتواند تا ۴۰ درصد از مصرف انرژی نهایی را کاهش دهد.
بهرهوری انرژی در فناوریهای نوظهوراطمینان از بهرهوری انرژی در فناوریهای نوظهور نیز بسیار مهم است. بازار هیدروژن با سرعتی بالا در حال رشد است، زیرا دولتها و شرکتها در سراسر جهان به دنبال جایگزینهای سوخت پاکتر برای نیرو دادن به صنایعی مانند تولید و هوانوردی هستند. تبدیل انرژی تجدیدپذیر به هیدروژن از طریق الکترولیز به مقادیر زیادی انرژی نیاز دارد که بسیاری معتقدند بهتر است بهطور مستقیم بهعنوان برق مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین جهان باید فناوریهای الکترولیز با راندمان بالا را برای بهبود فرآیند تبدیل و تمرکز بر کاهش تقاضا برای هیدروژن توسعه دهد. به این ترتیب یکپارچهسازی استراتژیک بخشهایی که گرمای اضافی را برای کاهش تقاضای انرژی و افزایش کارایی به کار میبرند، ممکن و ضروری است.
تا پایان دهه تا ۵۳ درصد از انرژی ورودی جهانی بهعنوان گرمای اضافی هدر میرود، اما این گرما میتواند برای تأمین انرژی ماشینآلات و همچنین گرمایش ساختمانها و آب استفاده میشود.
سیستمهای انرژی موجود در سطح جهانی بسیار ناکارآمد هستند و تقاضای انرژی در جهان همچنان در حال افزایش است. بنابراین، دولتها در تلاش هستند تا به سرعت منابع انرژی موجود را با انرژیهای تجدیدپذیر جایگزین کنند تا از تلاشهای کربنزدایی حمایت کنند. در این میان برای کاهش ناکارآمدیها و مهار مصرف غیرضروری انرژی، کار چندانی انجام نمیشود. بهبود بهرهوری انرژی و کاهش استفاده بیش از حد به کاهش انتشار کربن و همچنین کاهش بار دولتهایی که به دنبال افزایش تولید انرژی سبز با سرعتی ناپایدار هستند، کمک میکند.
کد خبر 748687