Förångningsmotorer skulle kunna producera mer kraft än kol, med en stor varning

Xi Chen



Teknik som kan utnyttja den förnybara kraften av naturlig vattenavdunstning kan producera en stor del av landets energibehov – åtminstone teoretiskt (se 'Forskare fångar avdunstningsenergin för att driva små motorer').

Prototyp 'avdunstning-drivna motorer' genererar kraft från rörelsen av bakteriella sporer som expanderar och drar ihop sig när de absorberar och släpper ut luftfukt. Om det kunde göras effektivt och prisvärt skulle enheterna kunna ge mer än 325 gigawatt elproduktionskapacitet, överträffa kol , enligt en studie publiceras på tisdag i Naturkommunikation .





Det skulle dock kräva att ytan av varje sjö och reservoar som är större än 0,1 kvadratkilometer i de lägre 48 staterna, exklusive de stora sjöarna, täcks med anordningar. Uppenbarligen skulle det direkt komma i konflikt med befintliga ekonomiska och rekreationsanvändningar och väcka en mängd allvarliga estetiska och miljömässiga problem. Noterbart att störa avdunstning i tillräckligt stor skala, över en tillräckligt stor sjö, kan till och med förändra det lokala vädret.

Men studiens medförfattare Ozgur Sahin säger att uppsatsen är mer av ett tankeexperiment utformat för att understryka potentialen hos tekniken och vikten av att avancera den bortom labbskala, snarare än någon form av bokstavligt utvecklingsförslag.

skogen hacks 2016

Sahin, en docent i biologiska vetenskaper och fysik vid Columbia University, tror att det kan ge ett betydande bidrag till ren energi och klimatmål, även om det aldrig har rullats ut någonstans i närheten av den potentiella omfattningen som lyfts fram i studien.



Han säger att tidiga användningsfall kan inkludera avlägsna reservoarer som redan genererar vattenkraft, där det inte är lika troligt att det stör andra användningar. Det skulle kunna erbjuda den extra fördelen att minska vattenförlusten genom avdunstning, öka mängden tillgänglig för energigenerering, bevattning och andra behov.

Teamet av forskare skapade också en liten, förångningsdriven bil, kallad Eva.

Sahin och kollegor på Columbia har arbetat med denna teknik i flera år. I en 2015 papper , beskrev teamet en förångningsmotor som förlitade sig på Bacillus subtilis sporer vidhäftade på högar av film fästa på slutarmekanismer. När enheten placeras ovanför vatten absorberar sporerna fukt från naturlig avdunstning och expanderar, öppnar luckan och låter fukt komma ut. Sporerna torkar sedan ut och drar ihop sig, stänger luckan igen och låter ytterligare luftfukt strömma in och starta om processen. När enheten är ansluten till en generator genererar den kontinuerliga oscillerande rörelsen en liten mängd kraft.

Som MIT Technology Review tidigare rapporterat: 'En vattenyta på åtta centimeter gånger åtta centimeter kan producera cirka två mikrowatt elektricitet (en mikrowatt är en miljondels watt), i genomsnitt, och kan brista upp till 60 mikrowatt.'



varför bromsar gravitationen tiden

Teamet har fortsatt att arbeta med att förbättra effektiviteten och skalbarheten hos tekniken, utforska ytterligare material och metoder för sporvidhäftning. Eftersom tekniken till stor del bygger på biologiska material kan den slutliga kostnaden bli lägre än solceller och andra tekniker som kräver specialtillverkade material, tror Sahin.

Avgörande, Bacillus subtilis sporer fortsätter att utföra den nödvändiga mekaniska rörelsen även när de är döda eller vilande.

Dessutom undviker tekniken till stor del intermittensbegränsningarna för vind- och solenergi eftersom, även om avdunstningshastigheterna förändras, slutar de inte. Dessutom, eftersom anordningarna minskar förångningshastigheten, höjer de också ytvattnets temperatur. Modellering i den nya studien visade att genom att överväga att ändra hastigheten på denna process, kunde de skapa ett slags termiskt vattenbatteri som balanserar produktion och efterfrågan. När den strypts upp skulle värmen i vattnet öka avdunstning, vilket ökade elproduktionen.

Vi kunde matcha effektbehovet på timbasis ungefär 98 procent av tiden på varma och torra platser, säger Sahin. Vilket innebär att du inte behöver ett externt batteri för att justera för intermittens.

Dölj

Faktisk Teknik

Kategori

Okategoriserad

Teknologi

Bioteknik

Teknisk Policy

Klimatförändring

Människor Och Teknik

Silicon Valley

Datoranvändning

Mit News Tidningen

Artificiell Intelligens

Plats

Smarta Städer

Blockchain

Huvudartikel

Alumnprofil

Alumnikoppling

Mit News-Funktion

1865

Min Syn

77 Mass Ave

Möt Författaren

Profiler I Generositet

Ses På Campus

Alumnbrev

Nyheter

Tidningen Mit News

Val 2020

Med Index

Under Kupolen

Brandslang

Oändliga Berättelser

Pandemic Technology Project

Från Presidenten

Cover Story

Fotogalleri

Rekommenderas