Энергаз2
Аналитика - Актуальный вопрос

Вода загорелась как пропан, толщина элемента питания – меньше миллиметра, проблемы человечества будут решены в Китае, бактерии производят электроны и протоны


26.11.07 13:04
Научная общественность мира продолжает искать альтернативные пути решения энергетических проблем человечества. Сегодняшний обзор подготовлен по ноябрьским материалам журналов Popular Science, Alternative energy, NewScientist, ScienceNOW Daily.

В обзоре вы узнаете как, в очередной раз, ученые в поисках решения одной проблемы, открыли удивительное явление совсем в другой области. Вы прочтете о новой приливной электростанции в Канаде,  неожиданной  угрозе со стороны Китая, наночернилах для печатания источников питания,  революции в конструкции микробиологических топливных элементов.

Popular Science

Это невероятно! Вода может гореть!
Исследуя новый способ лечения рака, ученый зажег воду.


В ходе попыток создать устройство для лечение рака при помощи радиоволн ученый John Kanzius обнаружил невероятное явление. В результате воздействия мощного радиоизлучения на соленую воду из воды начинал выделяться водород!

Благодаря Интернету этот опыт мигом распространился по всему миру. Ролик с демонстрацией описанного явления смотрите тут

071126_01

Горящая пробирка с соленой водой.

Научное сообщество было взбудоражено. Оказалось, что из воды можно сравнительно просто получать водород, который. в свою очередь, может быть использован как топливо.

Как только явление было продемонстрировано, в Интернете и научной среде разразилась дискуссия. Как использовать это явление? Как усовершенствовать процесс? Насколько сопоставимы затраты энергии на создание радиоволнового излучения и энергия получаемая в результате процесса?

Оптимисты сразу заявили, что созданный способ получения водорода – это неисчерпаемый источник дешевой энергии, ведь морская вода доступна почти всем странам мира. Скептики заявили, что затраты энергии на создание радиоволн во много раз больше энергии, получаемой в ходе процесса.

Интересно, что сам John Kanzius относится к открытому им явлению достаточно прохладно. Он считает, что изначальная цель исследования (лечение рака) гораздо важнее. John Kanzius – бывший владелец теле- и радиоканалов начал свою работу по изучению влияния радиоволн на рак в 2002 году, когда у него самого была обнаружена лейкемия. Работа на радио была одной из причин того, что John Kanzius начал экспериментировать именно с радиоволнами. Мощные радиоантенны способны разогревать расположенные рядом предметы. John Kanzius выдвинул гипотезу, что мощное направленное радиоизлучение способно разогревать раковые клетки до смертельной для них температуры и при этом сохранять здоровые ткани живыми. При этом радиоизлучение гораздо более безвредно по сравнению с методами лечения рака, использующими радиацию.        

Феномен горения соленой воды был открыт совершенно случайно. Один из ассистентов ученого подвергал облучению пробирку с соленой водой и случайно ее разбил. Произошла вспышка. «Вода загорелась как пропан»,  - сказал John Kanzius.

«Все считали, что это трюк, что в воде находились электроды», - говорит Rustum Roy, ученый из университета Penn State, который посетил лабораторию John Kanzius после того, как увидел видео с записью опыта в Интернете. Однако, посетив лабораторию и пронаблюдав за опытом, Rustum Roy изменил свое мнение. «Это научное открытие в лучших традициях», - сказал Rustum Roy. Этот ученый выдвинул следующую гипотезу для объяснения феномена: хлорид натрия ослабляет связи между атомами водорода и кислорода, которые затем разрушаются радиоволнами. Эксперименты показали, что процесс распада воды и горения водорода прекращается, когда радиоизлучение выключают. Ученые поставили для себя задачу раскрыть тайну влияния радиоволн на межатомные связи.             

071126_02

Тем временем предложенный John Kanzius способ лечения рака исследуется и в других научных лабораториях. В городе Хьюстон в медицинском центре MD Anderson Cancer Center и в университете Питсбурга достигнуты положительные результаты в лечении рака методом Kanzius у животных.

Условия горения воды:
1. Необходим генератор радиоволн частотой 14 МГц.
2. Волны воздействуют на соединение соли и воды.
3. Что происходит дальше остается загадкой, но вода распадается на атомы кислорода и водорода. Водород легко воспламеняется.
4. Выделяющееся тепло может быть использовано для работы двигателя.


Alternative energy
На западном побережье Канады построят приливную электростанцию


Рядом с городом Ванкувер в Канаде будет построена приливная электростанция. Контракт об этом подписан между компаниями Marine Current Turbines Ltd (английский производитель самых мощных в мире приливных турбин) и Canada’s BC Tidal Energy Corporation (Канада).

Договор подписан спустя некоторое время после подписания другого контракта о строительстве станции на восточном побережье Канады в провинции Новая Шотландия. Компании, подписавшие договор, к 2009 году планируют установить, по крайней мере, три турбины мощностью по 1,2 МВт в месте впадения реки Кэмбэлл в Тихий океан. Три турбины будут вырабатывать электричество, достаточное для электроснабжения 3000 домов. Это будет первый шаг к строительству большой приливной станции на побережье Британской Колумбии.  Этот район мира один из самых подходящих для строительства приливных станций. Общий волноэнергетический потенциал региона оценивается в 4000 МВт.    

По словам директора Marine Current Turbines, для компании очень важно участие в проекте, поскольку начало отношений с Canada’s BC Tidal Energy Corporation означает для английской компании серьезное укрепление позиций на канадском рынке. Marine Current Turbines производит единственные в мире коммерчески эффективные приливные энергоустановки, которые могут применятся в любом регионе мира.

Особенно рад новому проекту мэр города Campbell River. Для него проект – это рабочие места и внимание к его небольшому городку во всех странах мира. Кроме того, реализация проекта во многом обеспечит энергетические потребности городка, без ущерба экологии.

071126_03

Приливная турбина SeaGen мощностью 1,2 МВт.

Компания Marine Current Turbines Ltd базируется в Бристоле (Англия). Она была создана в 2000 году, ее акционерами являются BankInvest, EDF Energy, Guernsey Electricity и Triodos Bank. Компания считается мировым лидером в производстве приливных турбин.

Компания производит самый мощные в мире турбины марки SeaGen, мощностью 1,2 МВт. Ориентировочно одна такая установка обеспечивает потребности 1000 домов. В ближайшие годы Marine Current Turbines Ltd планирует выпустить более мощные турбины.

Установки SeaGen производят в Белфасте на верфях Harland & Wolff’s. Первая коммерческая электростанция будет запущена в I квартале 2008 года у побережья Северной Ирландии. Проект финансируется правительством Великобритании.

071126_04

На сборочной площадке компании Marine Current Turbines Ltd




NewScientist
Новая китайская угроза


XXI  век на планете станет эпохой Китая. Экономика, наука, военная мощь этого государства растут, как ни в одной другой стране мира. Китай гордится своей историей, и не делает секрета из своих амбиций в будущем. Китай соперничает за звание супердержавы с США. Одно из главных полей соперничества в  XXI веке – контроль за ресурсами, прежде всего нефтью. Причем парадокс ситуации в том, что США, соперничая с Китаем,  сильно от него зависят, так же как вся мировая экономика  от дешевых китайских товаров, китайской дешевой рабочей силы. Поэтому проблемы экономики Китая - это проблемы США и всего мира.   

Глобализация привела к тому, что китайские экономические, социальные, политические, экологические проблемы оказывают влияние на весь мир. Сегодня мы беспокоимся, когда слышим об отравленном китайском продовольствии и игрушках, содержащих свинец. Завтра нас ожидают гораздо более серьезные проблемы со стороны Китая. Китай из-за роста энергопотребления всерьез угрожает мировой экологической безопасности. 

Руководители Китая  в большинстве своем - прагматичные и образованные люди. Большинство членов Центрального комитета партии Китая имеют высшее техническое образование. Они понимают,  что траектория развития государства недостаточно устойчива, как с точки зрения экономики, так и экологии. Руководители Китая заявляют о том, что для продолжения такого же быстрого роста экономики и благосостояния граждан Китая необходимо менять структуру его экономики. Государство должно перейти из положения экспортера дешевых товаров к мировому инновационному лидерству. Китай вкладывает огромные деньги в науку, особенно в развитие нанотехнологий и изучение альтернативных источников энергии. В последние 5 лет китайские инвестиции в инновации выросли более  чем в два раза. Китай установил цель увеличить планку инвестиций с 1,34% в 2005 году до 2,5% в 2020 году.   

Если эти гигантские инвестиции принесут плоды, можно ожидать, что многие глобальные проблемы человечества будут решены именно в Китае. Интересный факт: лучшие китайские ученые и изобретатели, получившие западное образование массово возвращаются на родину.  

На сегодняшний день будущее Китая вызывает много вопросов. Сможет ли Китай выполнить задачу преобразования в инновационную державу? Сможет ли страна решить проблему бедности? Сохранит ли страна построенный государственный строй? Сможет ли Коммунистическая партия Китая сохранить свою главенствующую роль и самореформироваться соответственно условиям времени?

Китай вступает в очередной, наверное, самый интересный этап своего развития. Причем очень сложно провести аналогии между развитием Китая и западных стран. У страны свой особый, непонятный европейцам и американцам путь. Предсказать траекторию развития Китая сегодня не берется никто по разным причинам. Одна из них - состав руководства страны. Совершенно очевидно, что сложился дисбаланс в пользу управленцев с техническим образованием. Западные журналисты называют сегодняшнее китайское правительство: «политбюро инженеров».    

Эти люди, с одной стороны, великолепно знают,  как преобразовать промышленность, но, с другой стороны, хватит ли у них здравого смысла и ответственности, чтобы не забыть про окружающую среду и экологию планеты?


NewScientist
Создан новый тип нанобатарей

071126_05

Профессор физики и астрономии George Gruner.
California NanoSystems Institute

Главное свойство, ради которого велись разработки печатных элементов питания, – это гибкость той поверхности, на которую они нанесены. Это дает возможность применять их, например, для питания небольших дисплеев различных портативных устройств. 

Разработанная батарея состоит из двух слоев углеродных нанотрубок и третьего слоя цинковой фольги. Общая толщина элемента питания – меньше миллиметра.

Количество нанотрубок в первых двух слоях огромно. Они случайным образом формируют сеть, которая имеет гораздо более высокую проводимость, чем у металлов. 

Создание нанометрического элемента питания происходит в несколько этапов. Сначала на поверхность наносится первый слой нанотрубок. Этот слой выполняет роль коллектора энергии, который с минимальными потерями передает ее от батареи. 

Следующий слой нанотрубок смешан с порошком оксида марганца и электролитом. Этот слой выполняет роль катода. Последний слой – цинковая фольга играет роль анода.     

Как сказал профессор Gruner, по сути своей печатные нанобатареи устроены так же, как привычные всем элементы питания. Однако, благодаря нанотехнологиям, нанобатареи более эффективны, хотя и состоят из тех же элементов. Это особенно важно для портативной электронной техники. 

Ученые планируют развивать технологию печатной электроники, исследовать новые области, где она может быть применена. Они прогнозируют успех, прежде всего, там, где нужно обеспечивать больше электрической мощности. 

Разработчики технологии говорят, что использование углеродных нанотрубок в качестве проводника – отдельное перспективное направление. Сопротивление слоя нанотрубок, даже при комнатной температуре, крайне мало. Ученые считают, что возможно создание нового типа сверхпроводников, который может массово применятся в любых электронных устройствах.   

ScienceNOW Daily
Небольшой импульс энергии повысил эффективность микробиологического топливного элемента в 1000 раз!


Человечество является свидетелем настоящей «гонки вооружений» в области альтернативных источников энергии. Одна из главных задач – найти альтернативу нефти как сырью  для топлива. В решении этой проблемы есть два генеральных направления: совершенствование технологии производства этанола и водорода. Группой ученых в США завершена работа, результатом которой является разработка нового метода, удешевляющего и упрощающего процесс получения водорода из биомассы. Метод является развитием давно известной технологии, которая базируется на применении особого вида бактерий.         

Эти бактерии используются в специальных топливных элементах, которые напрямую вырабатывают электричество (без привычной силовой установки преобразующей химическую энергию топлива в механическую энергию, а затем в электрическую). Если соединить электроны и протоны, которые являются результатом жизнедеятельности бактерий, то можно получить водород, применимый для двигателей внутреннего сгорания.

Проблема состояла в том, что заряд электронов, производимых в микробиологических топливных элементах недостаточен для образования пар с протонами. Два года назад ученые из университета штата Пенсильвания, под руководством Bruce Logan продемонстрировали, что эту проблему можно преодолеть, используя небольшие импульсы энергии. 

За прошедшие два года ученые решили еще ряд задач по разработке технологии. Например, удалось существенно увеличить количество получаемого водорода. Группа под руководством Bruce Logan разработала такой метод: бактерий собрали и пересадили в сосуд,  заполненный питательной жидкостью и разделенный на две части тонкой мембраной. В одной части сосуда находится положительно заряженный электрод, тут же находятся бактерии питающиеся смесью уксусной кислоты, глюкозы, другой органики. Бактерии производят электроны и протоны. Протоны через мембрану стремятся к отрицательно заряженному электроду, который находится во второй части сосуда. Электроны, попадая на положительно заряженный катод, проходят по проводнику, получают дополнительный импульс энергии от внешнего источника питания и только после этого встречаются с протонами, соединяются и образуют водород.      

071126_06

Модель установки, разработанной под руководством Bruce Logan
Источник: www.microbialfuelcell.org

Для того чтобы получить больше водорода, ученые усовершенствовали мембрану так, чтобы она пропускала в два раза больше протонов. Кроме того, был улучшен положительно заряженный электрод, его поверхность была сделана более доступной для бактерий. В результате вся установка производит в 1000 раз больше водорода, чем это было два года назад! Причем установка энергетически эффективна: электрическая энергия,  получаемая из водорода, в три раза больше энергии, подведенной со стороны внешнего источника питания.

Открытие прокомментировал Bruce Rittmann из университета штата Аризона. Он назвал открытие «очень красивым с научной точки зрения». Оно делает использование водорода в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания гораздо более выгодным, чем применение этанола. Использование микробиологических источников водорода для транспортных средств делает ненужным создание водородной инфраструктуры, которая дорога и опасна. Нет необходимости в заводах по производству водорода, в транспорте водорода, в заправках и хранилищах. Источники топлива могут быть размещены непосредственно на транспортном средстве. Все, что необходимо будет делать его владельцу, – это своевременно заправлять свою машину органической биомассой.     


Обзор подготовил технический редактор портала EnergyLand.info  Антон Гузев.







О проекте Размещение рекламы на портале Баннеры и логотипы "Energyland.info"
Яндекс цитирования         Яндекс.Метрика