Электричество из лужи, или Как получить энергию из воды — Энергетика и промышленность России — № 19 (327) октябрь 2017 года — WWW.EPRUSSIA.RU
Газета «Энергетика и промышленность России» | № 19 (327) октябрь 2017 года
Без еды человек может прожить от четырех до шести недель, а вот без воды – не более трех дней. Впрочем, не только человек, все живое нуждается в воде.Однако именно человек пошел дальше всех, ведь людям вода нужна не только для поддержания жизни, приготовления пищи и гигиены, но и для многого другого. Воду мы используем и в быту, и на производстве. И вот теперь человечество всерьез задумалось о том, чтобы добывать из воды энергию!
Конечно, человек давно уже умеет добывать энергию с помощью воды, для чего служит огромное количество гидроэлектростанций, построенных по всему миру. Однако можно ли добывать энергию прямо из воды?
Невозможное возможно?
В принципе, современная физика к подобному относится с изрядным скепсисом. Ведь, в соответствии с фундаментальными физическими законами, нет способа извлекать химическую энергию из воды. У воды отрицательная энтальпия образования, следовательно, для разделения ее на элементы требуется затратить энергию. Не существует соединений кислорода и водорода с большей негативной энтальпией образования, за счет которой мог бы быть получен избыток энергии. Поэтому многие изобретатели, которые заявляли, что научились добывать энергию непосредственно из воды, получали клеймо мошенников.Прототип получил название Sun Catalytix. Для извлечения водорода из воды устройство использует солнечную энергию. Специальный солнечный элемент помещается в сосуд с водой. При попадании на него света образуются пузырьки водорода. Процесс получения дешевой энергии из воды полностью обратим. При помощи солнечного света происходит разложение воды на водород и кислород. Получаемый кислород впоследствии используется при горении водорода. Конечным продуктом горения снова является вода. Получается такой себе «круговорот воды в природе» в пределах энергетической установки. По сути, солнечная энергия преобразуется в удобную для использования форму посредством воды.
Разработчики уверены, что их изобретение сможет применяться не только для обеспечения энергией отдельных домов и учреждений, но даже в транспортных средствах. Их уверенность была подкреплена грантом в размере 4 млн долл. от Агентства исследований в области энергетики и индийского машиностроительного гиганта Tata. Была даже создана «Sun Catalytix Corporation».
По словам разработчиков, их технология обеспечит источниками бесплатной энергии как жилые дома, так и другие объекты в странах третьего мира. Сюда включаются и транспортные решения, и промышленные предприятия и т. д.
Единственное, что смущает в этой «новости» – датирована она 2011 г., а Google даже утверждает, что «по их данным, компания Sun Catalytix Corporation закрыта навсегда».
Топливо из воды
Так что же получается? Неужели физика права, и вода не сможет нам помочь в деле производства энергии? Возможно, это и так, но из воды можно получить топливо. Например, водород. Сейчас водород получают, главным образом, из природного газа методом каталитической конверсии с водяным паром. Пока это самый дешевый способ, но в конечном итоге такой путь ведет в тупик, ведь запасы газа рано или поздно тоже закончатся. Неиссякаемым источником водорода может служить вода. Электролиз воды технически осуществить довольно просто, но этот процесс требует значительных энергозатрат. Технология будет экономически выгодной только в том случае, если использовать дешевую электроэнергию, получаемую желательно из возобновляемых источников, – за счет энергии воды, ветра, солнца.Еще в 1935 г. Чарльз Гаррет продемонстрировал «в течение нескольких минут» работу «водяного автомобиля». Как можно увидеть из патента Гаррета, оформленного в том же году, для генерации водорода применялся электролиз. Повторить успех Гаррета пытались и другие изобретатели. Конечно, в этом деле тоже не все так просто. И многие изобретатели, заявлявшие, что добились в вопросе получения топлива из воды существенного прогресса, также оказались мошенниками.
Например, в 2002 г. Genesis World Energy анонсировала готовое к продвижению на рынок устройство, которое извлекало бы энергию из воды путем ее разложения на водород и кислород. Увы, в 2006 г. Патрик Келли, собственник GWE, был приговорен в Нью-Джерси к пяти годам тюрьмы за кражу и выплате возмещений в размере 400 тыс. долл.
Другой изобретатель, Дэниэл Дингел, заявлял, что разработал технологию, позволяющую использовать воду в качестве топлива. В 2000 г. Дингел стал бизнес-партнером компании Formosa Plastics Group с целью дальнейшего развития технологии. Но в 2008-м компания подала на изобретателя иск за мошенничество, и 82‑летний Дингел был приговорен к 20 годам тюрьмы.
В том же 2008 г. СМИ Шри-Ланки сообщили о некоем гражданине этой страны по имени Тушара Приямал Эдиризинге, который утверждал, что проехал около 300 км на «водяном автомобиле», потратив 3 литра воды. Тушара продемонстрировал свою технологию премьер-министру Ратнасири Викреманаяке, который пообещал всемерную правительственную поддержку его усилий по продвижению водяного автомобиля на рынок Шри-Ланки. Однако несколько месяцев спустя Тушара был арестован по обвинению в мошенничестве.
Шанс все же есть
Вместе с тем, ошибочно думать, что все, кто занимается проблемой получения топлива из воды, – мошенники. Например, авторитетный ученый Джеффри Хьюитт даже стал лауреатом премии «Глобальная энергия» в 2007 г. за идею производства топлива на основе энергии воды. К сожалению, сам ученый считает, что подобные методы добычи топлива еще долго останутся недоступными для будничного использования в связи с их высокой стоимостью. По его мнению, стоимость такой энергии безумно велика, и время, когда экологичные виды топлива можно будет использовать в повседневной жизни, настанет еще не скоро. Так что пока энергия из воды – не конкурент традиционной энергетики. Однако ученый уверен, что эту отрасль энергетики необходимо активно развивать, так как применение, например, водородного сырья может повысить коэффициент полезного действия электростанций до 85 % с текущего уровня в 50 %. И в будущем новое горючее способно заменить все существующие ныне ресурсы. Так что ученые не зря бьются над этой проблемой. Возможно, в скором времени это принесет свои плоды. Например, в марте этого года пришло сообщение, что в процессе лабораторных исследований ученые из Калифорнийского университета научились создавать топливо из воды. Над созданием альтернативного вида топлива американские специалисты начали работу еще два года назад. На протяжении этого времени ученые обнаружили, что при правильном расщеплении молекул воды получается горючее, которое в будущем способно заменить все существующие ныне ресурсы. Полученный результат не до конца удовлетворил ученых, поэтому исследовательская работа еще продолжается.Новый метод, который разработали специалисты, способен расщеплять воду на несколько молекул. При правильном синтезе водорода возникают процессы, которые присущи топливу. Однако существует основная проблема, решением которой занимаются ученые. Дело в том, что расщепленные молекулы подвергаются стремительному разрушению, в результате чего синтезировать все элементы не представляется возможным.
На сегодняшний день ученые работают над созданием метода, который бы позволил использовать все полученные элементы. Конечно, это вновь может оказаться уткой, но возможно что и нет. И если результаты научной работы окажутся положительными, то человечество получит новый альтернативный вид топлива, ресурсы которого будут неограниченными.
Как получить электричество из воды
Сотрудники Университета Альберты нашли принципиально новый способ получения электроэнергии из воды. Первый прототип электрокинетической батареи выдал 1 миллиампер электричества с напряжением около 10 В этого было достаточно, чтобы зажечь светодиод.
В изобретении используется эффект разделения зарядов. Имеет место феномен, называемый, двойным электрическим слоем, когда ионы воды текут по каналу диаметром в 10 микрон с непроводящими стенками, на одном конце элемента питания возникает положительный заряд, на другом отрицательный.
В прототипе наличествовало около 400-500 тысяч раздельных каналов.
Профессор Костюк полагает, что в будущем такие водяные батарейки можно будет использовать в качестве элементов питания для смартфонов и КПК.
Ничего нет невозможного. Казалось, две разные вещи, две различных ипостаси — электричество и вода, практически антагонисты, но возможно получение электрической энергии и таким образом.
Новая технология получения электричества из обычной воды
Недавно компания Tata Group подписала договор о сотрудничестве с Даниэлем Носера, ученым Массачусетского технологического института и по совместительству основателем компании SunCatalytix. Предметом их соглашения стала разработанная ученым технология получения электричества из обычной воды. Хотя аспекты их сотрудничества пока не разглашаются, уже сейчас ясно, что новая технология получения энергии позволит обеспечить электричеством более трех миллиардов человек по всему миру! Более того, заявляется, что технология Даниэля Носера позволяет вырабатывать энергию эффективнее, чем с помощью солнечных батарей.
Носера и его команда недавно обнаружили, что помещенные в сосуд с водой искусственный кобальт и покрытая фосфатом кремниевая пластина порождают электричество. Как и в фотосинтезе, этот процесс возникает из-за «выбивания» под действием солнечного света водорода из молекулы воды . Все секреты нового способа выработки электричества пока не раскрываются, но уже сейчас доказано, что технология позволяет получить из 1,5 литра достаточно электроэнергии, чтобы обеспечить ею небольшой дом, а целый бассейн воды, в котором она будет обновляться один раз в день, выработает столько элекроэнергии, что её хватит для запуска завода!
Несмотря на то, что работы пока находятся на этапе тестирования, команда Tata Group и Даниэля Носера уже предвидит, сколько миллиардов людей они смогут обеспечить электроэнергией. Правда, с оговоркой, что районы, которые особенно ощущают дефицит электричества, чаще всего ощущают и дефицит необходимой для их технологии воды. Объединившись в одну команду всего полтора месяца назад, Tata Group и Даниэль Носера уже задались вопросом, как, основываясь на их открытии, реализовать выработку электричества, используя вместо воды землю.
Как получить электричество из водорода
Экологически чистое производство электричества из полученных электролитически водорода и кислорода — перспективная технология производства электроэнергии. Вы можете убедиться в этом самостоятельно, построив дома электролизную мини-электростанцию.
Шаг 1: Изготовьте электроды
Возьмите тонкую платиновую проволоку и отрежьте от неё два куска по 15 сантиметров длиной. Плотно обмотайте первый отрезок проволоки вокруг толстого гвоздя так, чтобы получилась спираль . Снимите спираль с гвоздя. Повторите то же самое для второго отрезка проволоки. Эти две спирали будут служить электродами.
В качестве электродов следует использовать платиновую проволоку, либо никелевую проволоку с платиновым покрытием.
Шаг 2: Соедините провода
Возьмите четыре коротких провода и зачистите их концы от изоляции. Затем скрутите конец первого провода с концом второго и с прямым участком проволочной спирали. После этого повторите операцию для оставшейся спирали — скрутите её свободный конец с концами третьего и четвёртого проводов.
Шаг 3: Закрепите электроды
На деревянной палочке от мороженого закрепите электроды изолентой рядом друг с другом так, чтобы под изолентой располагались скрутки проводов с электродами, а сами спирали электродов не были закрыты изолентой.
Шаг 4: Подготовьте стакан
Поместите палочку с закреплёнными на ней проводами сверху стакана с водой так, чтобы спирали электродов были погружены в воду. Приклейте концы палочки к краям стакана небольшими кусками изоленты. Убедитесь, что в воду погружены только спирали, скрутки проводов должны находиться вне воды.
Шаг 5: Подсоедините вольтметр
Подсоедините один провод от первой спирали и один — от второй к вольтметру. Вольтметр при этом должен показывать нулевое напряжение.
Иногда вольтметр может показывать ненулевое напряжение, например .01 В.
Шаг 6: Подсоедините батарейку
Подсоедините 9-вольтовую батарейку к оставшимся концам провода на несколько секунд. Вы увидите, что на поверхности электродов, погружённых в воду, начали выделяться пузырьки газа. Это явление называется электролизом. На одном электроде при этом выделяется водород, а на другом — кислород.
Шаг 7: Отсоедините батарейку
Отсоедините батарейку. Вы увидите, что вольтметр всё ещё показывает некоторое напряжение. Это платина электродов заставляет свободный кислород реагировать с водородом , при этом выделяется электричество, достаточное даже для того, чтобы запитать какие-нибудь низковольтные электрические устройства.
В процессе получения такой электроэнергии не образуется никаких экологически вредных отходов, ведь всё, что получается в итоге — это вода и водяной пар.
Источники: www.membrana.ru, electro-montazh.postroyforum.ru, itw66.ru, showsteps.ru, www.1958ypa.ru
Пещерные города Крыма — Кыз-Кермен
В юго-западной части крымского полуострова расположено 14 пещерных городов. Пещерные города расположены на внутренней гряде Крымских гор. Этим горам присущи …
Русский форт в Калифорнии
Проникновение русских в Калифорнию началось с промысловых экспедиций. Первым русским кораблем, достигшим в июне 1806 г. калифорнийских берегов, стала …
Деревянные срубы
Деревянные постройки во все времена пользовались популярностью, собственный микроклимат, живое дыхание дерева привлекали к себе строителей. Атмосфера уютного деревянного …
Велотренажеры Reebok-занятия в удовольствие
Спортсмены (и не только) пользуются товарами Reebok уже много лет. Это всем известные и завоевавшие популярность линии одежды и …
Венера-13
На снимках, сделанных на Венере в 1980-е годы советскими посадочными зондами, присутствуют перемещающиеся объекты, возможно, имеющие свойства живых существ, считает …
Известные горнолыжные курорты Швейцарии
В наше время одним из самых ценных подарков, который может сделать себе человек ,является путешествие. Только наедине с природой можно найти …
Бизнес на выращивании шампиньонов
Бизнес на разведении шампиньонов, это пожалуй один из самых легких способов заработка денег, с которым уже успели ознакомиться многие начинающие …
Вода стала «топливом» для получения электричества
Что если зонтик сможет заряжать ваш телефон или освещать дорогу под дождем? Ученые создали высокоэффективный генератор, вырабатывающий энергию из воды.
Разработчики надеются, что наряду с солнечной и ветровой энергией, новый метод получения электричества из возобновляемого источника энергии поможет преодолеть мировой энергетический кризис.
Технология получения электричества с помощью воды не нова, но исследователи смогли значительно повысить эффективность генератора за счет особого покрытия, секрет которого не разглашается. Одна капля позволяет генерировать достаточно энергии, чтобы питать 100 маленьких светодиодных лампочек, а четыре капли заставляют светиться почти 1500 светодиодов.
То есть мгновенная мощность, создаваемая их генератором с особым покрытием, в тысячи раз выше, чем у аналогичных устройств без данного покрытия.
«Значимость этой технологии заключается в том, что на каждую каплю падающего дождя приходится больше электрической мощности, что делает устройство гораздо эффективнее при преобразовании энергии из падающих капель в электричество», — говорит соавтор исследования и профессор химия из университета Небраски-Линкольна Сяо Чен Цзэн.
Wang et. al. / City University
Высокая эффективность генератора достигается не только за счет покрытия. Ученые заметили, что генератор не создавал пика электрической мощности, когда капли первоначально ударялись о его поверхность. Пик наблюдался только когда капля разрушалась и растекалась при ударе. То есть растекающаяся капля, касающаяся алюминиевого электрода на поверхности прибора, создавала замкнутую цепь. Авторы пишут, что капля действовала как резистор, а покрытие — как конденсатор.
Это позволило поверхности с покрытием сохранять заряд от непрерывно падающих капель, а затем высвобождать его, когда капли растекаются и соединяют два конца цепи.
Как заявил ведущий автор исследования и профессор машиностроения в Городском университете Гонконга Зуанкай Ван, устройство способно генерировать энергию и от водяного волнения, и даже в водопроводных трубах, для чего не требуются падающие капли.
Как добыть электричество из водопроводной воды
Получение электроэнергии из воды само по себе не в новинку. Гидроэлектростанции используются по всему миру, но ученые не останавливаются на достигнутом и ищут новые пути рационального использования водных ресурсов. Довольно оригинальный способ нашли в Гонконге.
Сотрудники кафедры Гражданского Строительства при Политехническом Университете Гонконга и инженеры Управления Водоснабжения Гонконга представили совместную разработку по превращению городской системы водоснабжения в альтернативный источник электроэнергии.
Для мониторинга состояния водопроводной системы Гонконга общей протяженностью более 7 800 км требуется обширная сеть контрольных устройств. Само собой, эти устройства нуждаются в электропитании. Инженеры предложили устанавливать небольшие гидротурбины в водопроводные трубы для получения электричества из питьевой воды.
Самым большим вызовом в ходе разработки стали малый диаметр водопроводных труб – не более 1 метра – и намного меньший объем потенциальной энергии по сравнению, например, с огромными плотинами. В результате совместной работы специалистов по гидродинамике, машиностроению и возобновляемым источникам энергии была разработана высокоэффективная турбина. Она врезается в трубу и способна выдавать напряжение 80 Вольт – этого достаточно для питания 4 флуоресцентных ламп.
Оригинальное устройство состоит из внешнего гидроэлектрического генератора и высокоэффективной сферической турбины, которая опускается в проточную воду, не создавая при этом дополнительного противодавления.
В целях сохранения баланса между напором воды и захватываемой кинетической энергией была выбрана 8-лопастная турбина, позволяющая добиться максимально возможной эффективности без значимого влияния на инерцию потока воды.
Для достижения максимальной выходной мощности центральный вал сделан полым, что обеспечивает сокращение энергопотерь при вращении генератора. Также для повышения энергетического потенциала проточной воды команда разработчиков решила разместить по центру трубы металлический блок, который выступает в роли компрессора, нагнетая поток воды. Все части турбогенератора размещены на одном валу, что позволяет отказаться от использования масел и исключить риск загрязнения питьевой воды.
Мини-гидроэлектростанции в настоящее время проходят эксплуатационные испытания в водопроводной системе Гонконга.
«Мы сделали водопроводные трубы самодостаточными», — отметил руководитель проекта, профессор кафедры Гражданского Строительства Хонг-шин Янг. Согласно расчетам после окончательного ввода в эксплуатацию массив гидротурбин обеспечит экономию 700кВт электричества в год, а также сократить выбросы углекислого газа на 560 кг ежегодно.
«Эта технология открывает новые возможности для разработки гидротурбин, которые могут быть использованы для генерации энергии из других низкоэнергетических водных ресурсов», — добавил профессор Янг.
Источник
Как получить электричество из воды
Сотрудники Университета Альберты нашли принципиально новый способ получения электроэнергии из воды. Первый прототип «электрокинетической» батареи выдал 1 миллиампер электричества с напряжением около 10 В — этого было достаточно, чтобы зажечь светодиод.
В изобретении используется эффект разделения зарядов. Имеет место феномен, называемый, двойным электрическим слоем, — когда ионы воды текут по каналу диаметром в 10 микрон с непроводящими стенками, на одном конце элемента питания возникает положительный заряд, на другом — отрицательный. В прототипе наличествовало около 400-500 тысяч раздельных каналов. Профессор Костюк полагает, что в будущем такие «водяные» батарейки можно будет использовать в качестве элементов питания для смартфонов и КПК.
Автономная электроэнергия: миф или реальность?
В 1729 году мир узнал, что на земле существуют материалы , которые могут пропускать через себя ток. Эти материалы стали именоваться проводниками. Были найдены и другие вещества , которые не проводят ток которые стали именоваться изоляторами. Но применять электричество человечество смогло лишь в начале 19 века. Стало ясно, что ток может быть использован для получения тепла и света. Тогда же было установлено, что электричество — это поток небольших заряженных частиц — электронов. И каждый из них несет малый заряд энергии. Но когда собирается много электронов, заряд становится большим, вот тогда и появляется электрическое напряжение. Поэтому электричество может по проводам перемещаться на длинные расстояния.
Давайте рассмотрим одно занятное явление. Человек снимает свитер через голову и вдруг ни с того, ни сего раздается треск. Если раздеваться в темноте, то можете наблюдать, как этот треск сопровождается искрами. Это искрит и трещит одежда. Посмотрев внимательнее можно увидеть, что свитер прилегает к рубашке, которая еще была одета на теле. Таким образом, между вещами возникает ток. Его проявление на разных предметах приводит не только к притяжению, но и к отталкиванию. Это и есть действие электричества. Выходит, что человек в нынешнее время не может и шагу ступить без электричества.
Электричество из воды в домашних условиях
Эта труба может напор водопроводной воды превращать в электроэнергию, которую можно применять для домашних условий.
Для получения электричества требуется установить в трубу устройство, потом открыть вентиль. Вода после этого будет производить желаемую электроэнергию, двигая внутри устройства маленькие колесики.
Произведенная энергия накапливается в специальных лампах, которые устанавливаются после зарядки на свое место для целевого применения, при этом возможна регулировка яркости их свечения.
Этот метод может быть использован людьми всего мира, где есть водопроводная вода. Странно, что до этого никто об этом не додумался. Поэтому изобретение Чоя вышло в финал конкурса по индустриальному дизайну и уже готовится к серийному выпуску. Один английский изобретатель Рян Йонгву Чой разработал метод, как добыть электроэнергию в домашних условиях из водопроводной воды, и придумал трубу, у которой внутри имеется водяное колесо, и назвал ее ES Pipe Waterwheel.
Как получить электричество в природных условиях
Пользу, а иногда и необходимость электричества недооценить сложно. Особенно в чрезвычайных условиях. Вам может понадобиться подзарядить рацию, фонарик или мобильный телефон. В данной статье мы расскажем о способах альтернативного получения электроэнергии из подручных материалов.
Для практически любого простейшего способа получения электричества без подключения к уже имеющейся электрической сети, обязательно понадобятся гальванические элементы, а именно два металла, которые в паре образуют разнополярные анод и катод соответственно. Теперь остается воткнуть в ближайшее дерево один из них, например алюминиевый стержень или железный гвоздь так, чтобы он полностью вошел через кору в сам ствол дерева, а другой элемент, например медную трубку, воткнуть в почву рядом, чтобы она вошла в землю на 15-20 см. Возможно даже между медной трубкой и алюминиевым стержнем возникнет напряжение в приблизительно 1 Вольт. Чем больше стержней вы вставите в дерево, тем лучше будет качество электроэнергии, добываемой таким способом. После окончания добычи электричества обязательно наведите порядок, замажьте поврежденные места на дереве смолой.
Апельсины, лимоны и другие цитрусовые, & все это идеальный электролит для выработки электричества в экстремальных условиях, особенно если экстремальная ситуация застала вас недалеко от экватора. Помимо уже известных алюминия и меди, можно использовать более эффективные золото и серебро если на вас или вашей спутнице остались украшения, доведя напряжение вашего электричества аж до 2 Вольт. Если вы занимаетесь получением электроэнергии с целью освещения, то в качестве лампочки может служить стеклянная колба с кусочком обугленного бамбукового волокна в качестве нити накаливания. Эту кустарную нить накаливания использовал для первой лампочки в мире сам Эдиссон .
Если у вас есть медная проволока и фольга, получение электричества в этом случае, займёт минимум усилий. Наполняем несколько стаканов соленой водой и соединяем их медной проволокой, от стакана к стакану. На один конец каждого провода, соединяющего стаканы, должна быть намотана алюминиевая фольга. Соответственно чем больше проволоки и стаканов. тем выше ваши шансы! Такой тип устройства был изобретен еще в 18-м веке, он называется Вольтов столб. Но в этом случае используются медно-цинковые элементы.
Электричество из воды — капельный генератор Кельвина
Эта прекрасная маленькая демонстрация была изобретена лордом Кельвином. Используя несколько консервных банок, проволоку и капающую воду, можно элегантно сгенерировать тысячи вольт энергии.
Итак у нас есть 4 консервных банки, верхние две соединены токопроводящей проволокой, а нижние друг от друга изолированы. От верхних банок вниз отведены трубочки.
Вода, капающая из этих трубочек пролетает сквозь проволочные кольца, при чем правое кольцо припаяно к левой нижней банке, а левое к правой.
Смотрите, что произойдет, если открыть воду:
Что происходит?
Когда вода капает, одна из нижних банк становится положительно заряженой, а другая отрицательно с разницей потенциалов больше 1000В. Это означает, что любые мелкие капельки будут сбиты с пути электрическим полем и будут разлетаться кто куда.
Гениально и просто. Вначале, когда включают воду, одна из банок имеет чуть больший положительный заряд, чем другие. Какая именно банка имеет больший заряд, определяется чистой случайностью, так как изначальный заряд банок обуславливается естественной радиоактивностью или космическим излучением, или статикой оставшейся на банке после прикосновения. Кольцо, припаянное к этой банке соответственно тоже будет иметь чуть больший положительный заряд.
Электроны в воде притягиваются положительно заряженым кольцом, так что сами капли падают в банку отрицательно заряжеными.
Эта банка становится отрицательно заряжена и, следовательно, противоположное кольцо также становится отрицательным. Капли слева соответственно становятся положительными, делая левую банку всё более положительно заряженной.
Как добыть электричество из водопроводной воды
Получение электроэнергии из воды само по себе не в новинку. Гидроэлектростанции используются по всему миру, но ученые не останавливаются на достигнутом и ищут новые пути рационального использования водных ресурсов. Довольно оригинальный способ нашли в Гонконге.
Сотрудники кафедры Гражданского Строительства при Политехническом Университете Гонконга и инженеры Управления Водоснабжения Гонконга представили совместную разработку по превращению городской системы водоснабжения в альтернативный источник электроэнергии.
Для мониторинга состояния водопроводной системы Гонконга общей протяженностью более 7 800 км требуется обширная сеть контрольных устройств. Само собой, эти устройства нуждаются в электропитании. Инженеры предложили устанавливать небольшие гидротурбины в водопроводные трубы для получения электричества из питьевой воды.
Самым большим вызовом в ходе разработки стали малый диаметр водопроводных труб – не более 1 метра – и намного меньший объем потенциальной энергии по сравнению, например, с огромными плотинами. В результате совместной работы специалистов по гидродинамике, машиностроению и возобновляемым источникам энергии была разработана высокоэффективная турбина. Она врезается в трубу и способна выдавать напряжение 80 Вольт – этого достаточно для питания 4 флуоресцентных ламп.
Оригинальное устройство состоит из внешнего гидроэлектрического генератора и высокоэффективной сферической турбины, которая опускается в проточную воду, не создавая при этом дополнительного противодавления.
В целях сохранения баланса между напором воды и захватываемой кинетической энергией была выбрана 8-лопастная турбина, позволяющая добиться максимально возможной эффективности без значимого влияния на инерцию потока воды.
Для достижения максимальной выходной мощности центральный вал сделан полым, что обеспечивает сокращение энергопотерь при вращении генератора. Также для повышения энергетического потенциала проточной воды команда разработчиков решила разместить по центру трубы металлический блок, который выступает в роли компрессора, нагнетая поток воды. Все части турбогенератора размещены на одном валу, что позволяет отказаться от использования масел и исключить риск загрязнения питьевой воды.
Мини-гидроэлектростанции в настоящее время проходят эксплуатационные испытания в водопроводной системе Гонконга.
«Мы сделали водопроводные трубы самодостаточными», — отметил руководитель проекта, профессор кафедры Гражданского Строительства Хонг-шин Янг. Согласно расчетам после окончательного ввода в эксплуатацию массив гидротурбин обеспечит экономию 700кВт электричества в год, а также сократить выбросы углекислого газа на 560 кг ежегодно.
«Эта технология открывает новые возможности для разработки гидротурбин, которые могут быть использованы для генерации энергии из других низкоэнергетических водных ресурсов», — добавил профессор Янг.
Источники: www.membrana.ru, energominimum.com, lastday.club, www.bolshoyvopros.ru, watta.ru, kak-eto-sdelano.ru, nashagazeta.ch
Топливо для автомобиля
Каков бы ни был дорогой автомобиль, невозможно обойтись без услуг автозаправочных станций. И конечно же, цена за бензин будет …
Скутер на одном колесе
Разработка данного мотоцикла, что носит название Uno, принадлежит 18-летнему пареньку Бену Гулаку , который несомненно является гением. Мотоцикл остается …
Интерьер в духе Древней Греции
Интерьеры в античном стиле – это настоящая находка среди дизайнерских решений по обустройству жилых помещений для самых искренних эстетов …
Дизайн и оформление интерьера
Как известно, признаком хорошей жизни является дизайн квартиры. Если Вы можете позволить себе квартиру, оформленную талантливыми дизайнерами, это говорит не …
Нафплион, город в Греции – столица Арголиды
На полуостровной части Пелопоннес в Греции, размещен очаровательный живописный город – Нафплион. Он является столичным городом на территории Арголиды. Город располагается примерно …
Самые крутые часы в мире
Каждая из представленных моделей уникальна. Уникальность может состоять в использовании новых технологий при изготовлении, дизайнерских решений, наличии функций или идеи появления …
Создан ли настоящий искусственный интеллект
Microsoft — не единственная компания с известным именем, использующая искусственный интеллект для борьбы с раком. NVIDIA объединилась с Департаментом …
Как добыть электричество испарением воды: экологический двигатель будущего
Современные технологии позволяют добывать энергию из множества источников, от солнечного излучения до геотермальных скважин. Однако новое изобретение позволяет использовать самый обыкновенный процесс испарения воды как источник огромного количества «чистой» электроэнергии.
Испарение — это процесс, с помощью которого вещество переходит из жидкого состояния в газообразное. Как правило, испарение является следствием нагревания вещества до определенной температуры. Именно благодаря испарению на Земле поддерживается круговорот воды, и испарителем в данном случае выступает Солнце. Масштабы энергии, которая тратится на процесс испарения по всей планете, на самом деле весьма велики, хоть мы в повседневной жизни и не замечаем этого.
По словам Озгура Сахина (Ozgur Sahin) и его коллег из Колумбийского университета, вода, которая испаряется из всех рек, озер и плотин на территории современных США (за исключением Великих озер) может обеспечить до 2,85 миллиона мегаватт-часов электроэнергии в год. Для сравнения, это эквивалентно двум третьим электроэнергии, произведенной во всех штатах США за 2015 год! И это при том, что в 15 из 47 штатов потенциальная мощность электростанций превышает реальный спрос на энергию.
Двигатели будущего: все дело в воде
Исследователи предлагают установить на пресноводных водоемах двигатели, которые не только вырабатывали бы электроэнергию, но и вдвое уменьшили бы интенсивность самого испарения, что во многих ситуациях позволило бы сохранить огромные запасы питьевой воды. Однако подобная технология предполагает, что водный массив будет накрыт поглощающими панелями — что крайне нежелательно. Для начала, впрочем, необходимо построить сам испарительный двигатель, но здесь ученые уже продемонстрировали всю мощь науки и создали несколько миниатюрных, но вполне рабочих прототипов установки.
Тестовые двигатели основаны на материалах, которые при высыхании сжимаются — к примеру, в конструкции задействована лента, покрытая бактериальными спорами. Теряя воду, споры ссыхаются и сжимаются, сокращая при этом ленту. Сахин сравнивает принцип работы этой конструкции с мышечной системой, поясняя, что микроскопические споры могут натягивать ленту с довольно большой силой. Чтобы избежать загрязнения почвы из-за многократного вымачивания и обилия химических веществ, прототипы регулируют свою работу в зависимости от изменения общего уровня влажности. К примеру, в одной из версий двигателя «мышца» расположена чуть выше водного слоя. Когда испаряющаяся влага поднимается вверх, то ленты, натянутые по принципу жалюзи, расправляются и создают щели, благодаря которым в них поступает воздух и помогает лентам снова высохнуть и избежать переувлажнения.
Достоинства и недостатки изобретения
Научное сообщество согласно с тем, что потенциал этого изобретения огромен. На сегодняшний день основные проблемы заключаются в его использовании. Кен Калдейра из Института Карнеги по науке в Стэнфорде, штат Калифорния, сомневается, что можно эффективно преобразовать энергию испарения в электрическую энергию. По его мнению, промышленная разработка двигателей в той степени, когда их производство станет массовым, а использование — повсеместным, является чрезвычайно трудоемкой задачей.
Основным конкурентом новых двигателей выступают хорошо знакомые всем солнечные батареи, поскольку все более распространенным явлением для плавучих солнечных ферм является их размещение на водохранилищах. Однако испарительные двигатели могут быть изготовлены из дешевых биоматериалов, которые легче утилизировать, чем солнечные батареи — а это немаловажно.
Если технология получит распространение, то ее использование повлияет и на локальный климат за счет изменения степени испарения воды. Но это будет иметь хоть какое-то значение лишь в том случае, если площадь закрытой поверхности составит 250 000 км2 и более. Впрочем, когда речь идет о таких масштабах, то любая энергетическая установка, какой бы экологически чистой она не была, будет оказывать воздействие на окружающую среду. Более того, в дождливых районах, где частые осадки вызывают множество проблем, снижение интенсивности испарения воды будет крайне полезным.
Топливо из крана? Мечтатель из Перми знает, как из воды получить энергию | Наука | Общество
| Интернет опрос | |
|---|---|
| Какие альтернативные источники энергии могли бы заменить нефть через 40-50 лет? ■ Солнечная энергия — 28% (243 голоса) ■ Атомная энергия — 28% (240 голосов) ■ Биотопливо — 15% (129 голосов) ■ То, что ещё не изобретено, — 15% (126 голосов) ■ Энергия ветра — 8% (69 голосов) ■ Гидроэлектростанции — 6% (51 голос) Всего голосов: 858 |
|
Фёдор Камильевич Глумов — большой мечтатель. Он живёт в хрущёвке в центре Перми и мечтает о революции. Но не о той, о которой в последнее время твердят на российских площадях, а о революции в энергетике. 57-летний инженер-механик Глумов уверен: недалёк тот день, когда в каждой квартире, в каждом доме, даже на Северном полюсе, где обитают полярники, будет стоять автономное устройство, дающее электричество, тепловую энергию для приготовления пищи, нагрева воды и отопления. Подобное устройство станет приводить в движение и колёса автомобилей. Единственное условие для работы чудо-установки — наличие воды. Глумов изобрёл и запатентовал разработки, которые позволяют сжигать воду в качестве топлива и получать почти бесплатную тепловую энергию.
На выходе — пар
Идея, если максимально её упростить, такова: вода, как известно, состоит из водорода и кислорода, и если разделить её на эти два элемента, то водород можно сжечь в кислороде, выделив большое количество тепла. Дополнительную энергию даст так называемая рекомбинация атомарного водорода — соединение его атомов в молекулы. Эта реакция — уже нечто среднее между химической и ядерной, отсюда и колоссальная энергия. «Расчёты показывают: тепло, полученное при сгорании полутора железнодорожных цистерн воды в таком реакторе, эквивалентно энергии, выделяемой в течение часа китайской АЭС в Тяньване, которую строила Россия! — утверждает Глумов. — Важно и то, что технология экологически безопасна: в выхлопе только водяной пар, то есть это возобновляемый источник энергии».
Но это теория. И к ней есть вопросы. Первый: каким способом пермский Кулибин собирается разделять воду на составляющие? Ведь известно, что этот процесс сам по себе энергозатратный и для извлечения водорода из воды методом электролиза, например, надо сжечь нефти или газа столько, что технология становится нерентабельной. «Необходимо принимать во внимание, каким образом происходит диссоциация воды, — поясняет изобретатель. — Это может быть, например, кавитация (образование в жидкости пузырьков, заполненных паром), воздействие ультразвуком или вращение в противоположные стороны дисков, между малыми зазорами которых находится вода. На выставке изобретений «Архимед-2002» демонстрировалось устройство, где вода разлагалась на кислород и водород специально заданными резонансными акустическими волнами низких частот. Мощность устройства составляла милливатты».
Есть и более впечатляющие примеры. Три года назад одна японская компания представила прототип автомобиля, который заправляют водой. Мембрана-электрод расщепляет её на водород и кислород. Первый заново соединяется со вторым в электрохимическом генераторе, от которого работает мотор. Из выхлопной трубы выходит обычный пар. На одном литре воды машина за час проезжает 80 км.
Плазмотрон от батарейки
«Но если вода «сгорает» в вашем реакторе, а на выходе получается всё тот же пар, откуда берётся энергия?» — интересуюсь я у Глумова. «Из энергии внутримолекулярных связей воды», — отвечает он. И предъявляет подробные расчёты, из которых следует, что если молекулу Н2О разрушать механическим образом или высоковольтной дугой, то при повторном её синтезе будет излучаться дополнительная тепловая энергия. Он долго рассказывает о кластерах, в которые объединяются молекулы воды, о ковалентных связях, разрушение которых сопровождается выделением энергии, о цепной реакции горения, но самое интересное выясняется потом: оказывается, прототипы его установки (пока существующей лишь в теории) уже созданы и успешно применяются!
«Это плазменные аппараты — их используют для резки металлов и бетона, сварки, обработки материалов и пр. Аппараты давно есть в продаже, и они эффективнее обычных, — поясняет Фёдор Камильевич. — С помощью электрической дуги такой аппарат доводит водяной пар до состояния плазмы. Температура факела — 6000°С, как на поверхности Солнца. А разделение воды на кислород и водород происходит уже при 1800°С. 50-70 мл воды хватает, чтобы в течение получаса резать сталь толщиной до 5 см. При этом мощность аппарата составляет всего 200 ватт! Я взял эту идею и усовершенствовал её. Моё запатентованное изобретение работает на том же принципе, только это многоступенчатый плазмотрон — он позволяет многократно увеличивать количество энергии».
Первичный плазмотрон, по словам Глумова, сможет работать от простой батарейки. Потом через так называемое сопло Лаваля (техническое приспособление, разгоняющее потоки газа) плазма попадёт во второе, большее по размерам устройство, затем в третье и т. д. Реактор размером с бачок унитаза, уверяет Фёдор Камильевич, сможет обеспечить жилое помещение всей необходимой энергией.
Сейчас он патентует устройство, которое будет преобразовывать тепловую энергию непосредственно в электрическую, без «механических посредников». К слову, у пермского Кулибина уже 11 патентов. С их внедрением, правда, есть проблемы, но таков удел почти всех изобретателей в России. Переписка с высшими инстанциями ни к чему не приводит, а своих денег на производство опытных образцов нет. Хотя… «Уникальное устройство для сжигания воды, несомненно, имеет революционную значимость. Полученные на эти инновации патенты, а также проведённая нашими специалистами экспертиза подтверждают перспективность использования этих изобретений для создания принципиально новой экономики России», — ответил ему глава Департамента промышленного развития Кировской области, куда он обратился со своими идеями.
Может, это и чиновничья отписка, но нетрудно заметить: в ней есть карт-бланш на революцию. Энергетическую, разумеется.
Смотрите также:
Как вырабатывается электроэнергия из воды? (с иллюстрациями)
Есть два основных метода производства электроэнергии из воды. Один метод использует энергетический потенциал воды, захваченной в плотинах, в более сложной версии водяного колеса, а другой захватывает энергию океанских волн. Электроэнергия, вырабатываемая из воды, является полностью возобновляемой, поскольку вода является богатым природным ресурсом, и в процессе производства электроэнергии вода не расходуется. По этой причине многие страны в значительной степени полагаются на гидроэнергетику, потому что они хотят способствовать устойчивому производству энергии.
Электроэнергия, вырабатываемая в океане, известна как «энергия волн».Когда плотина используется для выработки энергии, туннели устанавливаются в плотине при ее строительстве. Эти туннели снабжены турбинами, которые вращаются, когда вода течет через туннели.Когда турбины вращаются, они вырабатывают электричество, которое можно подавать в сеть или хранить. Операторы плотин могут определять количество произведенной энергии, регулируя поток воды; большинство плотин способны вырабатывать гораздо больше энергии, чем они производят ежедневно, что может быть полезно при возникновении проблем на других электростанциях и объектах.
Использование энергетического потенциала воды, попавшей в плотину, — это один из способов выработки электроэнергии из воды.Электроэнергия, вырабатываемая из воды в океане, известна как энергия волн или энергия волн. Этот метод выработки энергии использует изменения уровня воздуха в герметичных камерах для питания турбин. Эти камеры плавают в частях океана с высокой волновой активностью, что позволяет производить большое количество электроэнергии.Не все районы океана подходят для генерации энергии волн, но некоторые приморские общины воспользовались этой технологией для получения энергии.
Плотина гидроэлектростанции.Производство электроэнергии является серьезной проблемой для большей части мира, поскольку спрос только растет с ростом населения.Преимущество гидроэнергетики заключается в том, что после того, как генерирующие объекты построены, их легко обслуживать и эксплуатировать. Электроэнергия, вырабатываемая из воды, также является чистой, поскольку не требует сжигания ископаемого топлива для выработки энергии. Люди также могут сами вырабатывать гидроэлектроэнергию, если у них есть доступ к быстро движущемуся водоему, чтобы они могли установить водяные колеса.
Корабль проходит через шлюз на плотине Три ущелья, крупнейшей в мире плотине гидроэлектростанции.Электроэнергия, вырабатываемая из воды, имеет некоторые недостатки. Например, плотины могут быть весьма разрушительными при их установке, поскольку вода затопит регионы за плотинами. Это было причиной споров в прошлом, особенно когда плотины затопляли долины, используемые коренными народами для погребений и религиозных церемоний. Если плотина выходит из строя, это также вызывает катастрофическое наводнение, и люди, живущие ниже по течению от плотины, как правило, испытывают сокращение доступной воды после ее установки.Также были высказаны опасения по поводу мощности волн, поскольку они могут быть довольно шумными и могут нанести ущерб морской жизни.
Плотина Гувера используется для производства гидроэлектроэнергии.
.Можно ли получить электричество из воды?
Вы когда-нибудь принимали вещи как должное? Например, подумайте о своем утреннем распорядке. Когда вы просыпаетесь, вы включаете свет? Взять обед из холодильника? Включите телевизор, пока не уйдете в школу? Большинство людей не задумывается об этих действиях. Они считают само собой разумеющимся, что щелчок переключателя заставит эти вещи включиться!
Однако для того, чтобы эти устройства работали, должно произойти многое. Для начала вам нужно, чтобы электричество поступало на розетки и выключатели в вашем доме.Без электричества лампы, холодильники и телевизоры были бы бесполезны.
Откуда у вас электричество? Некоторые люди получают электроэнергию от угольных электростанций. Другие получают электричество от солнечных батарей. Некоторые используют ветряные турбины. Некоторые люди даже получают электричество из воды! Это называется гидроэлектричеством.
Гидроэлектроэнергия производится за счет проточной воды. Если вы живете рядом с рекой, у которой есть плотины, вы можете использовать гидроэлектроэнергию. Так как же плотина использует воду для производства электроэнергии?
На самом деле это довольно просто.Аналогичным образом вырабатывают электроэнергию гидроэлектростанции и угольные электростанции. Оба используют машину, называемую турбиной. Они используют источник энергии для вращения гребных винтов турбины. Во время вращения турбина вращает металлический вал, соединенный с электрическим генератором. По сути, это двигатель, вырабатывающий электричество.
В случае плотины гидроэлектростанции проточная вода используется в качестве источника энергии для вращения турбины. Плотины гидроэлектростанций имеют специальный проход для воды. Эти каналы имеют наклон вниз, чтобы создать поток падающей воды.
Когда вода падает по проходу, она проходит мимо гребных винтов турбины. Сила текущей воды вращает турбину. Турбина, в свою очередь, раскручивает металлический вал электрогенератора. Это делает электричество!
Но зачем нужны дамбы? Можно ли построить гидроэлектростанцию на любой реке? Не совсем. Плотины гидроэлектростанций должны быть на крупных реках. У них также должен быть большой перепад высот. Затем инженеры контролируют поток воды, чтобы производить электричество по запросу с определенной скоростью.
Многие люди хотят использовать электричество из воды вместо угля. Потому что это лучше для окружающей среды. Когда мы используем уголь для производства электричества, мы его сжигаем. Это увеличивает количество парниковых газов, вызывающих изменение климата. Кроме того, как только уголь сгорает, его уже нет. С другой стороны, вода, используемая в плотинах гидроэлектростанций, продолжает течь. Благодаря естественному круговороту воды гидроэлектростанции используют возобновляемые источники энергии!
Стандарты: CCRA.L.3, CCRA.L.6, CCRA.R.1, CCRA.R.2, CCRA.R.4, CCRA.R.10, CCRA.SL.1
.Гидроэлектроэнергия: как это работает
• Школа водных наук ГЛАВНАЯ • Темы водопользования •
Падающая вода производит гидроэлектроэнергию. (Источник: Управление долины Теннесси)
Так как же нам получить электричество из воды? Фактически, гидроэлектростанции и угольные электростанции вырабатывают электроэнергию одинаковым образом. В обоих случаях источник энергии используется для вращения пропеллероподобной части, называемой турбиной, которая затем вращает металлический вал в электрическом генераторе, который является двигателем, вырабатывающим электричество.На угольной электростанции пар вращает лопасти турбины; тогда как гидроэлектростанция использует падающую воду для вращения турбины. Результаты такие же.
Взгляните на эту схему (любезно предоставленную Управлением долины Теннесси) гидроэлектростанции, чтобы увидеть подробности:
Теория состоит в том, чтобы построить плотину на большой реке с большим перепадом высоты (в Канзасе или Флориде не так много гидроэлектростанций). Плотина хранит много воды за собой в водохранилище.У подножия стены дамбы находится водозабор. Гравитация заставляет его проваливаться через напорный трубопровод внутри дамбы. В конце напорного есть турбина пропеллер, который повернут на двигающейся воду. Вал турбины идет вверх в генератор, который производит мощность. К генератору подключены линии электропередач, по которым электричество доставляется в ваш дом и мой. Вода проходит мимо гребного винта через отводной канал в реку мимо плотины. Кстати, играть в воде прямо под плотиной, когда выходит вода, — не лучшая идея!
Турбина и генератор вырабатывают электроэнергию
Схема гидроэлектрической турбины и генератора.(Источник: Инженерный корпус армии США)
Что касается того, как работает этот генератор, Инженерный корпус объясняет это следующим образом:
«Гидравлическая турбина преобразует энергию проточной воды в механическую энергию. Гидроэлектрический генератор преобразует эту механическую энергию в электричество. Принцип работы генератора основан на на принципах, открытых Фарадеем. Он обнаружил, что, когда магнит проходит мимо проводника, он заставляет течь электричество. В большом генераторе электромагниты создаются путем циркуляции постоянного тока через петли из проволоки, намотанные на стопки пластин из магнитной стали.Они называются полюсами поля и устанавливаются по периметру ротора. Ротор прикреплен к валу турбины и вращается с фиксированной скоростью. Когда ротор вращается, он заставляет полюса поля (электромагниты) перемещаться мимо проводников, установленных в статоре. Это, в свою очередь, вызывает прохождение электричества и появление напряжения на выходных клеммах генератора ».
Насосный накопитель: повторное использование воды для пиковой потребности в электроэнергии
Спрос на электроэнергию не «плоский», а постоянный.Спрос повышается и понижается в течение дня, и за ночь потребность в электричестве в домах, на предприятиях и других объектах снижается. Например, здесь, в Атланте, штат Джорджия, в 17:00 в жаркий августовский выходной день можно поспорить, что существует огромный спрос на электроэнергию для работы миллионов кондиционеров! Но 12 часов спустя, в 5:00 … не так уж и много. Гидроэлектростанции более эффективны в обеспечении пиковой потребности в энергии в течение коротких периодов времени, чем электростанции, работающие на ископаемом топливе и атомные электростанции, и один из способов сделать это — использовать «гидроаккумулирующие станции», которые повторно используют одну и ту же воду более одного раза.
Насосный накопитель — это метод сохранения воды в резерве на период пиковой нагрузки за счет перекачки воды, которая уже прошла через турбины, в резервный бассейн над электростанцией в то время, когда потребность потребителей в энергии низкая, например, во время Середина ночи. Затем воде позволяют течь обратно через турбогенераторы в периоды, когда потребность в них высока и на систему ложится большая нагрузка.
Насосный накопитель: повторное использование воды для пикового спроса на электроэнергию
Резервуар действует как батарея, накапливая энергию в виде воды, когда потребности в ней низкие, и вырабатывая максимальную мощность в периоды суточных и сезонных пиков.Преимущество гидроаккумулятора заключается в том, что гидроагрегаты могут быстро запускаться и быстро регулировать мощность. Они работают эффективно при использовании в течение одного или нескольких часов. Поскольку гидроаккумулирующие резервуары относительно малы, затраты на строительство, как правило, низкие по сравнению с традиционными гидроэнергетическими сооружениями.
.Семь неожиданных способов получить энергию из воды | Наука
Использование движения воды — один из древнейших способов, которыми люди генерировали энергию. Сегодня на гидроэнергетику приходится около 20 процентов мировой электроэнергии, и эта цифра остается неизменной с 1990-х годов.
Но даже когда плотина не задействована, вода является ключом к производству большей части мировой электроэнергии.На газовых, угольных, атомных и многих других типах электростанций топливо фактически используется для превращения воды в пар, а генераторы преобразуют энергию пара в электричество. В честь Всемирной недели воды в этом году мы представляем несколько неожиданных примеров того, как вода играет жизненно важную роль в современном производстве энергии, а также несколько удивительных способов использования воды в возможных источниках энергии в будущем:
Сила дождя
В падающей капле дождя может не быть много энергии — иначе они наверняка повредили бы.Но французские ученые нашли способ использовать то, что доступно. Команда французской комиссии по атомной энергии построила устройство из специального пластика, которое преобразует энергию колебаний падающей на него капли дождя в электричество. Такое изобретение не могло произвести много энергии: ливень генерировал до 12 милливатт, чего было достаточно для питания пары стандартных лазерных указок. Но у этой системы будет преимущество перед солнечной, так как она будет работать в темноте и, конечно же, во время ливня.
Водородное топливо
С помощью устройства, называемого топливным элементом, водород можно превратить в электричество.Но даже несмотря на то, что этого элемента много, получение одного чистого водорода долгое время было проблемой. Сегодня почти все поставки в мире производятся из ископаемого топлива, в основном природного газа. Однако исследователи работают над способами отделения водорода от воды без использования большего количества энергии, чем может произвести топливный элемент. Некоторые проекты, например, исследуют бактерии и солнечно-термические методы.
Реактивное топливо на основе морской воды
Более радикальный вариант водородной энергетики: U.Ранее в этом году S. Navy объявили, что они разработали метод превращения морской воды в реактивное топливо. Процесс начинается с использования электричества для разделения воды на водород и кислород. Затем водород объединяется с углекислым газом, растворенным в воде, с получением углеводорода, также известного как реактивное топливо. Но любой, кто смотрит на океаны как на решение всех наших энергетических проблем, будет разочарован. Этот процесс энергоемкий и действительно возможен только в том случае, если у вас есть под рукой атомный корабль, и вам нужны реактивные двигатели в воздухе больше, чем электричество на палубе.
Гибрид на солнечно-ветровой энергии
Постройте по-настоящему высокую башню с верхней губой, а затем обдувайте ее тонким водяным туманом. Туман поглощает тепло из воздуха и испаряется. Это приводит к тому, что холодный плотный воздух течет ко дну конструкции, где он направляется через огромные ветряные турбины, вырабатывающие электричество. Этот метод, запатентованный еще в 1975 году, лучше всего работает в жарких засушливых местах и требует большого количества воды.Он наконец-то пройдет свой первый тест в 2018 году, и его башня будет выше Эмпайр-стейт-билдинг, которую планируется построить в Аризоне.
Геотермальная
Геотермальная энергия зависит от тепла изнутри Земли для производства энергии. Но нельзя просто вставить тостер в ближайший магматический карман. В некоторых местах, таких как Исландия и Калифорния, сейсмическая активность разрушает скалы, позволяя воде циркулировать вблизи геологических горячих точек. Затем пар естественным образом поднимается на поверхность, где он может приводить в действие генераторы.На участках, где горячие породы находятся глубже под поверхностью, холодная вода может быть откачана через колодцы для обогрева, а горячая вода может быть забрана из других колодцев. В некоторых зданиях даже используются геотермальные тепловые насосы, но для перемещения энергии они обычно используют воздух или антифриз, а не воду.
Биотопливо
Традиционное биотопливо, такое как древесина, не требует дополнительного полива перед уборкой. Но многие из новых источников биотоплива потребляют даже больше воды, чем дает природа.Такие культуры, как кукуруза и сахарный тростник, теперь выращиваются специально для производства этанола, и они требуют орошения. Согласно одной из оценок, к 2030 году на производство биотоплива может пойти до 8 процентов пресной воды в США.
Фрекинг
При гидроразрыве пласта вода закачивается глубоко под землю, чтобы создать трещины, которые обеспечивают доступ к захваченной нефти или природному газу. Каждой скважине может потребоваться до 7 миллионов галлонов воды для высвобождения всего этого ископаемого топлива.В некоторых областях, таких как Калифорния и Техас, отвод воды для гидроразрыва истощает и без того напряженные запасы. Такая напряженность может возрасти, согласно новому отчету Института мировых ресурсов, в котором отмечается, что 40 процентов стран, в которых есть районы, подходящие для гидроразрыва, уже имеют ограниченные водные ресурсы.
.